Java向前引用容易出错的地方

所谓向前引用，就是在定义类、接口、方法、变量之前使用它们，例如，

class MyClass
{
    void method()
    {
        System.out.println(myvar);
    }
    String myvar = "var value";
}  

myvar在method方法后定义，但method方法可以先使用该变量。在很多语言，如C++，是需要提前定义的，而Java已经允许了向前引用。不过在使用向前引用时可能会容易犯一些错误。例如，下面的代码。

    class MyClass {
         int method() {return n; }
         int m = method();
         int n = 1;
    }  

如果简单地执行下面的代码，毫无疑问会输出1.

System.out.println(new MyClass().method()); 

不过使用下面的代码输出变量m，却得到0。

System.out.println(new MyClass().m);  

那么这是真么回事呢？

实际上，从java编译器和runtime的工作原理可以得知。在编译java源代码时只是进行了词法、语法和语义检测，如果都通过，会生成.class 文件。不过这时MyClass中的变量并没有被初始化，编译器只是将相应的初始化表达式（method（）、1）记录在.class文件中。

当runtime运行MyClass.class时，首先会进行装载成员字段，而且这种装载是按顺序执行的。并不会因为java支持向前引用，就首先初始 化所有可以初始化的值。首先，runtime会先初始化m字段，这时当然会调用method方法，在method方法中利用向前引用技术使用了n。不过这 时的n还没有进行初始化呢。runtime为了实现向前引用，在进行初始化所有字段之前，还需要将所有的字段添加到符号表中。以便在任何地方（但需要满足 java的调用规则）都可以引用这些字段，不过由于还没有初始化这些字段，所以这时符号表中所有的字段都使用默认的值。int类型的字段默认值自然是0 了。所以在初始化int m = method()时，method方法访问的n实际上是在进行正式初始化之前已经被添加到符号表中的字段n，而不是后面的int n = 1执行的结果。但将MyClass改成如下的形式，结果就完全不同了。

    class MyClass {
        int method() {return n; }
        int n = 1;
        int m = method();
    }  

现在执行下面的代码，会输出1.

    System.out.println(new MyClass().m);  

究其原因，是引用初始化m时调用method方法，该方法中使用的n已经是初始化完的了，而不是最初放到符号表中的值。

综合上述，runtime在运行.class文件时，每个作用域（方法、接口、类等带语言元素都有自己的作用域）的符号表都会被至少访问两次，第一次会将 所有的字段（这里只考虑类的初始化）放到符号表中，暂时不考虑初始化只，放到符号表中只是相当于一个索引，好让其他地方引用该字段时可以找到它们，例 如，method方法中引用n时就会到符号表中寻找n，不过这时的n只是int类型的默认值。等到第二次访问n就是真正初始化n的时候（int n = 1）。这是将符号表中存储的字段n的值更新为实际的初始化值（1）。所以如果引用n放生在正式初始化n之前，当然输出的是0。

那么可能有人会问，先访问一下n，再访问m，这时m的值是否为1呢？答案仍然是0。因为在创建MyClass对象时m和n的初始化工作已经完成，它们的值已成事实，除非再次设置，否则不可改变了。

    MyClass myClass = new MyClass();
    System.out.println(myClass.n);  //  输出1
    System.out.println(myClass.m);  //  仍然输出0  

对于静态成员，仍然符合这一规则。

    class MyClass {
         static int method() {return n; }
         static int m = method();  //  直接访问m，仍然会输出0
         static int n = 1;
    }