Java中final修饰的变量的初始化时机

zhangxingchao
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预备知识

Java类的生命周期： 加载（Loading）、验证（Verification）、准备（Preparation）、解析（Resolution）、初始化（Initialization）、使用（Using）和卸载（Unloading）

初始化时机

ConstantValue

ConstantValue属性的作用是通知虚拟机自动为静态变量赋值。 用final修饰不是在构造方法赋值的String类型或者基本类型成员变量，编译成字节码文件时，对应的字段表也会带有ConstantValue属性。但是只有被static关键字修饰的类变量才可以使用这项属性来进行初始化，否则使用这项属性也会被JVM忽略掉。

ConstantValue需要满足2个条件:

  • 类型为基本类型或者String。
  • 此类型被赋值时只能使用字面量而不是方法的形式。

final修饰成员变量

  • 首先 final修饰成员变量（final单独修饰不和static一起使用）是在实例初始化的时候被赋值的。这个和非final修饰成员变量赋值时机没有什么不同，只不过final修饰的不能多次赋值罢了。

  • final static修饰的成员变量只有在其类型为ConstantValue时才会在准备阶段被赋予具体值（而不是类型的默认值）。

举例:

  • final int a = 1;// 初始化赋值且使用的是字面量赋值。
  • final static int a = 1;// 准备阶段赋值-基本类型可以转化为ConstantValue，且使用的是字面量赋值。
  • final static int a = getA();// 初始化阶段赋值-基本类型可以转化为ConstantValue，但赋值不是使用字面量。
  • final static String b = "abc";// 准备阶段赋值-String可以转化为ConstantValue，且使用的是字面量赋值。
  • final static String b= getB();// 初始化阶段赋值-String可以转化为ConstantValue，但赋值不是使用字面量。
  • final static Object c = new Object();// 初始化阶阶段赋值-其他类型不可以转化为ConstantValue

总结

  • final修饰的实例属性，在实例创建的时候，也就是初始化阶段才会赋值。
  • static修饰的类属性，在类加载的准备阶段赋初值，初始化阶段赋值。
  • static+final修饰的String类型或者基本类型常量，JVM规范是在初始化阶段赋值，但是HotSpot VM直接在准备阶段就赋值了。
  • static+final修饰的其他引用类型常量，赋值步骤和第二点的流程是一样的。

参考

blog.csdn.net/qq_43842093…

学后检测

一、单选题

  1. 关于 ConstantValue 属性，下列哪项描述是正确的？

    A. 任何类型的静态变量都能通过 ConstantValue 属性赋值
    B. 只有被 static final 修饰、且类型为基本类型或 String 的字段，才会在准备阶段赋值
    C. 所有 final 字段都会在类加载的准备阶段赋值
    D. 只有通过方法赋值的 static final 字段才有 ConstantValue 属性

    答案：B
    解析：ConstantValue 只能用于 static final，且是基本类型或 String 且用字面量赋值的字段，赋值时机为准备阶段。

  2. 下列哪一条代码声明，会在类加载的“准备阶段”被赋值为具体值？

    A. final int a = 2;
    B. final static String s = getStr();
    C. static final int k = 10;
    D. static Object obj = new Object();

    答案：C
    解析：只有 static final 且是基本类型或 String 字面量赋值，才会在准备阶段通过 ConstantValue 赋值。

二、多选题

  1. 以下哪些字段的赋值属于“初始化阶段”而非“准备阶段”？（多选）

    A. static int a = 10;
    B. final int b = 3;
    C. static final String s = getS();
    D. static final int n = 100;

    答案：A、B、C
    解析：A 是普通 static，B 是 final 实例变量，C 是 static final 但赋值不是字面量（用方法），这些都属于初始化阶段。只有 D 属于准备阶段。

  2. 下列哪些关于 Java 类成员变量赋值时机的说法是正确的？（多选）

    A. final 实例变量在实例初始化时赋值
    B. static 成员变量在类的准备阶段赋初值，在初始化阶段再赋具体值
    C. static final 基本类型用字面量赋值在准备阶段就赋值
    D. 所有 static final 字段都在初始化阶段赋值

    答案：A、B、C
    解析：D 错在“所有”，只有常量（字面量基本类型/String）才在准备阶段赋值。

三、判断题

  1. ( ) JVM 规范要求 static final 基本类型常量一定要在准备阶段赋值。

    答案：错
    解析：JVM 规范要求在初始化阶段赋值，但如 HotSpot JVM 实现中会提前到准备阶段。

  2. ( ) final static Object 类型字段无法用 ConstantValue 属性初始化。

    答案：对
    解析：只有基本类型或 String 能用 ConstantValue 属性赋值，引用类型（Object等）不行。

四、简答题

  1. 简述 ConstantValue 属性作用及应用场景，并举例说明哪些字段会带有 ConstantValue 属性。

    参考答案：
    ConstantValue 属性用于在类的准备阶段由虚拟机自动为静态常量赋初值，提高效率。只有 static final 修饰的基本类型或 String，且直接用字面量赋值的字段会有 ConstantValue 属性。
    例如：

    static final int A = 1; // 有 ConstantValue
static final String S = "hello"; // 有 ConstantValue
static final int B = getB(); // 没有 ConstantValue

五、编程题

  1. 编写 Java 代码说明如下三种字段赋值时机的不同，并输出结果验证：

    • final int a = 1;
    • static final int b = 2;
    • static final int c = getC();
    public class ConstTest {
    final int a = 1;
    static final int b = 2;
    static final int c = getC();

    static int getC() {
        System.out.println("getC() called");
        return 3;
    }

    public static void main(String[] args) {
        System.out.println("b: " + b);
        System.out.println("c: " + c);
        ConstTest ct = new ConstTest();
        System.out.println("a: " + ct.a);
    }
}

    解析：

    • b 在准备阶段赋值（通过 ConstantValue），c 在初始化阶段调用 getC() 方法赋值（会输出 getC() called），a 在实例初始化阶段赋值。
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