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title: 创建一个自身类的静态对象变量，究竟会如何执行？
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author: 查尔斯
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date: 2022/03/24 21:30
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categories:
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- Bug万象集
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tags:
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- Java
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- JVM
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# 创建一个自身类的静态对象变量，究竟会如何执行？
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## 前言
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**C：** 近两周在疯狂给项目组面试招聘，昨天晚上10点多，产品总监在面试群里发了一道题，问运行结果是什么，题目如下：
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```java {2-4}
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class Singleton {
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private static Singleton singleton = new Singleton();
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public static int count1;
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public static int count2 = 3;
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private Singleton() {
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count1++;
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count2++;
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}
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public static Singleton getInstance() {
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return singleton;
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}
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}
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public class Test {
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public static void main(String[] args) {
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Singleton singleTon = Singleton.getInstance();
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System.out.println("count1=" + singleTon.count1);
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System.out.println("count2=" + singleTon.count2);
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}
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}
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```
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这激起了我们几个干技术的热情，那就分析一下吧。
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## 简单分析
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1、简单看了下题目，这不是一个采用了饿汉式单例模式的单例类嘛，接下来当然是去找程序入口了。
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2、在 Test 类的 main 方法中，首先调用了 Singleton 类的 getInstance() 方法，很显然这是要获取 Singleton 这个单例类的唯一对象（实例）了。
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3、然后在获取到唯一对象（实例）之后，输出了 Singleton 类的两个静态成员变量 count1、count2 的值。（虽然通过对象名调用静态信息这种方式不推荐，但是对结果没有影响）
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4、看到这儿，两个类里也没别的地方有输出语句，所以最终运行结果就是要看看 count1、count2 的输出值了。
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5、**重点来了：** 在调用 getInstance() 方法前，由于 Singleton 类没有加载，所以肯定要先加载类，由于 count1、count2、Singleton 的唯一对象（实例）都是静态的，所以它们会随着类的加载而加载。其中 int 类型的 count1 变量没有指定初始值，那默认值就是 0，count2 指定了初始值是 3， Singleton 类的唯一对象（实例）要创建会调用构造方法，构造方法里又对 count1 和 count2 进行了自增 1 的运算，那结果自然就是 count1 是 1，count2 是 4。
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这么一顿火花带闪电的分析后，自信的将答案发到了群里。
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```
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count1=1
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count2=4
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```
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## 深度分析
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很显然答错了，不然也不会单独记录了。之所以答错了，是因为忽略了静态信息的加载顺序，静态信息的加载顺序是由编码顺序决定的，上方分析中先入为主的把 count1 和 count2 加载完了，但实际上最先执行的是 Singleton 的唯一对象（实例）创建及变量赋值，随后才是执行 count1、count2。
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我们可以通过 `javap -c Singleton.class` 反汇编一下字节码文件，反汇编后的 JVM 指令如下：
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```java
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Compiled from "Test.java"
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class org.example.Singleton {
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public static int count1;
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public static int count2;
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public static org.example.Singleton getInstance();
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Code:
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// 获取 singleton 静态对象变量，并将其值压入栈顶
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0: getstatic #4 // Field singleton:Lorg/example/Singleton;
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// 从当前方法返回 singleton 对象引用
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3: areturn
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static {};
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Code:
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// 1、创建 Singleton 类的对象，并赋值给静态对象变量 singleton
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// 1.1 创建对象
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0: new #5 // class org/example/Singleton
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// 1.2 复制栈顶数值并将复制值压入栈顶
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3: dup
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// 1.3 调用 Singleton 类构造方法，count1 和 count2 自增 1，此时 count1 为 1，count2 为 1
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4: invokespecial #6 // Method "<init>":()V
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// 1.4 对象创建成功将对象引用赋值给静态对象变量 singleton
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7: putstatic #4 // Field singleTon:Lorg/example/Singleton;
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// 2、将 3 赋值给 count2
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// 2.1 将 int 型 3 推送至栈顶
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10: iconst_3
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// 2.2 为 count2 静态变量赋值
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11: putstatic #3 // Field count2:I
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// 3、结束方法
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14: return
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}
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```
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很显然了，count2 最后是被赋值为 3 了。
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正确答案就是：
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```
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count1=1
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count2=3
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```
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## 额外扩展
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那如果真的想得到之前的结果呢？
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```
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count1=1
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count2=4
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```
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只需要将 count1、count2 两个静态变量的顺序调整到 Singleton 类的唯一对象（实例）变量上方就可以了。
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```java {2-4}
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class Singleton {
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public static int count1;
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public static int count2 = 3;
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private static Singleton singleton = new Singleton();
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private Singleton() {
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count1++;
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count2++;
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}
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public static Singleton getInstance() {
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return singleton;
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}
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}
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public class Test {
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public static void main(String[] args) {
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Singleton singleTon = Singleton.getInstance();
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System.out.println("count1=" + singleTon.count1);
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System.out.println("count2=" + singleTon.count2);
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}
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}
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```
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我们再次通过 `javap -c Singleton.class` 反汇编一下字节码文件，反汇编后的 JVM 指令如下：
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```java
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Compiled from "Test.java"
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class org.example.Singleton {
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public static int count1;
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public static int count2;
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public static org.example.Singleton getInstance();
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Code:
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// 获取 singleton 静态对象变量，并将其值压入栈顶
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0: getstatic #4 // Field singleton:Lorg/example/Singleton;
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// 从当前方法返回 singleton 对象引用
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3: areturn
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static {};
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Code:
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// 1、将 3 赋值给 count2，count2 此时为 3
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// 1.1 将 int 型 3 推送至栈顶
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0: iconst_3
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// 1.2 为 count2 静态变量赋值
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1: putstatic #3 // Field count2:I
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// 2、创建 Singleton 类的对象，并赋值给静态对象变量 singleton
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// 2.1 创建对象
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4: new #5 // class org/example/Singleton
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// 2.2 复制栈顶数值并将复制值压入栈顶
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7: dup
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// 2.3 调用 Singleton 类构造方法，count1 和 count2 自增 1，count1 此时为 1，count2 此时为 4
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8: invokespecial #6 // Method "<init>":()V
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// 2.4 对象创建成功将对象引用赋值给静态对象变量 singleton
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11: putstatic #4 // Field singleTon:Lorg/example/Singleton;
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// 3、结束方法
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14: return
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}
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```
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很显然了，count2 最后是被自增为 4 了。 |