当Java中的类A继承自类B时，堆中会发生什么？

Question

当Java中的类A继承自类B时，堆中会发生什么？

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在Java中，假设我们有两个类A和B，其中B继承了A，而A具有三个私有字段和一个带有三个参数的构造函数：

public class A {
private int a ;
private int b ;
private int c ;

 public A(int a, int b, int c) {
    this.a = a;
    this.b = b;
    this.c = c;
 }
}

这里是类B。

public class B extends A {        

  public B() {
    super(1,2,3);
 }
}

我们考虑以下测试类。

public class TestA {

        public static void main(String[] args) {
            A a = new A(1,2,3);
            B b = new B();        
        }
    }

问题是，当创建带有私有字段的类A并将其继承到类B时，堆中发生的有序过程是什么？当创建这两个类的实例时，堆中会发生什么？内存分配如何发生，类在计算机内存中如何交互？

我们也知道子类无法继承其超类的私有字段，那么当调用构造函数B()时会发生什么？

- pentanol

B类将无法编译。 - BetaRide

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@BetaRide 我知道 B 类不会编译。我不是在问它是否能编译。我想知道堆内存层面上这些类之间的关系。 - pentanol

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尽管子类不会“继承”超类的私有字段，但这些字段仍然存在（并占用空间）于对象中，并且当B的构造函数调用超类构造函数（无论是隐式还是显式）时，这些字段将在某个时刻被初始化。B中的方法可以在同一实例上调用超类方法，并且必须能够访问超类中的私有字段。“不继承私有字段”只是意味着这些字段在B中的代码中不可见。但它们仍然存在。 - ajb

@ajb 你的意思是B中的代码看不到它，但可以通过A中的代码访问它。我理解得对吗？ - pentanol

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很多关于这个的细节都是高度实现特定的。JLS指定了必须发生的“什么”，但没有说明“如何”。你从sharp edge那里接受的答案包含几个明显错误的地方，应该被取消接受。例如，JLS没有提到类应该加载到哪里，在Open/OracleJDK 7及以下版本（全球最流行的JVM之一）中，类被加载到堆中，尽管在一个名为permgen的私有区域中，用户代码无法直接触及它。 - kittylyst

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1个回答

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可以查看英文原文，
原文链接

- Sharp Edge · Accepted Answer

类对象与其他对象一样被加载到堆中。这个对象只是代表类。

Oracle官方“了解内存指南”

以及古老的Java规范，你可以阅读整个文档以了解类加载器的工作原理，你不会找到任何“类在堆中加载”的内容。此外，您可以在互联网上进行一些初步搜索以获得进一步的澄清。

Class B将会完美编译。

现在按照顺序回答你的问题：

创建私有字段的A类并让B类继承它的堆中有什么有序过程发生？

无法确定它们的顺序，因为这取决于JVM如何管理它们，私有成员不会被继承，但存在于父类（超类）的实例化对象中。

换句话说，子类的实例将具有父类的私有字段的副本。但是，它们不会对子类可见，因此访问它们的唯一方法是通过父类的方法。

创建这两个类的实例时，在堆中会发生什么？

通常，序列将类似于在创建A和B的实例后：

引用A.class对象（在创建A类实例之后）
引用B.class对象（在创建B类实例之后）
对象实例变量块
A实例变量块（只有a、b、c）
B实例变量块（在这种情况下没有）

不过，每个JVM的实现都可以自由选择如何分配它们。

我们还知道子类不能继承其超类的私有字段，那么当调用构造函数B()时会发生什么？

当你调用 B() 时：

B b = new B();

它将调用super(1,2,3)

那么之后会发生什么？传递给super();的值将传递给A(int a, int b, int c)，然后分配给A的实例变量，但这并不意味着那些私有字段现在可供B使用。你只是传递了值给超类构造函数而已。

--编辑--

如果您想更好地理解堆和栈，请参见此问题

--编辑-2--

如果您花些时间研究这个维基百科，它包括JVM的所有内容，包括堆和其他内存结构中的过程

--最终编辑-3--

关于OP评论中关于Super类的私有成员

看看这个这个问题的答案将澄清您对继承成员和不可访问私有成员的困惑，因为子类实例是父类的实例，它的实例具有父类的所有字段！私有成员对该子类不可见！！这就是您所引用的JLS规范！它们占据对象内部的空间。它们对子类不可见，但它们在该实例内部存在。