Question

在一个更大的项目中，我遇到了静态字段初始化的奇怪行为（至少对我的理解）。据我了解，所有静态字段都应该在程序启动时初始化，这意味着当开始使用非静态字段时，不应该有任何非初始化的静态字段（更确切地说，所有静态分配“field = .. “应该已经完成了。”

以下代码不是MWE，因为它符合我的预期，但它基本上就是我在更大的背景下所做的。我无法创建一个导致同样问题的小例子。

运行此代码时：

import java.util.HashSet;

public class FB {
    private static final HashSet<String> collection = new HashSet<>();
    public static final String foo = bar("item");

    public static String bar(String newItem) {
        collection.add(newItem);
        System.out.println("Yes, I've been invoked, and I currently store this: " + collection);
        return newItem;
    }

    public static void main(String[] args) {
    }
}

输出是（因为Java首先初始化静态字段'collection'，然后通过调用bar（。）初始化foo）：

Yes, I've been invoked, and I currently store this: [item]

到目前为止，这么好。在实际项目中，我正在做这个（虽然foo和bar（。）在不同的类中），但是在我实际使用foo的值之前不调用bar（。）。（至少这种情况发生在五个中的一个案例中 - 它们都以与上面所示相同的方式创建。其他四个工作正常。）是否有任何情况会导致Java表现得像这样？

我已经看过这些讨论，但它们似乎没有解决我的问题：

When are static variables are initialized?
Why static fields are not initialized in time?
Java Static Field Initialization

我意识到，当交换foo和collection的位置时，方法invokation无法工作，因为当foo初始化时，collection不会被初始化（或者更确切地说，初始化为null？）。（老实说，我不确定静态字段在位于不同的类中时的初始化顺序，因此这可能是问题的根源。）但这会导致

Exception in thread "main" java.lang.ExceptionInInitializerError

而不仅仅是不调用bar（。）。

如果需要，我可以提供有关真实项目的更多详细信息，但到目前为止我还不知道还有什么可能有意义的。（抱歉模糊描述，但这是我到目前为止所有的。）

Answer 1

静态变量由JVM类加载器实例化，并由类的每个实例共享。

public class StaticVars {

    static int i = 3;

    public static void main( String[] args ) {
        System.out.println( "Called at Runtime: " + getStaticVar() );
        System.out.println( "Called via it's static member: " + i );
    }


    static int getStaticVar() {
        return i;
    }

    static {
        int i = 1;
        System.out.println( "JVM ClassLoaded: " + i );
    }

    static {
        int i = 2;
        System.out.println( "Second JVM ClassLoaded: " + i);
    }

}

此外，在引用dognose和NPE时，如果您在初始化之前尝试引用静态变量，则会得到Illegal Forward Reference Error，因为静态字段是按顺序初始化的。以下限制适用于静态fields静态方法不会以相同方式检查。

<强> 8.3.2.3. Restrictions on the use of Fields during Initialization




成员的声明只有在成员是类或接口C 的实例（分别是静态）字段并且满足以下所有条件时才需要以文本方式显示 ：



用法发生在C的实例（分别是静态）变量初始值设定项或C的实例（分别是静态）初始值设定项中。



用法不在作业的左侧。



用法是通过一个简单的名称。



C是封闭用法的最里面的类或接口。

更多信息:: Illegal forward reference error for static final fields

Answer 2

开始使用非static字段时，不应该有任何未初始化的static字段（更确切地说，应该执行所有静态分配field = ...）。

一般来说，情况就是如此。但是，可以构建一个不存在的例子。 The following code打印出来

static_obj=null
instance_obj=4

意味着static_obj尚未在instance_obj时间之前初始化：

class Ideone
{
    static {
        new Ideone();
    }   

    public static final Object static_obj = new Integer(42);
    public final Object instance_obj = new Integer(4);

    public Ideone() {
        System.out.printf("static_obj=%s\n", static_obj);
        System.out.printf("instance_obj=%s\n", instance_obj);
    }

    public static void main(String[] args) {
    }
}

Answer 3

如果您编译上面的类，您可以看到在静态初始化块中调用了该条。

static <clinit>()V
  L0
    LINENUMBER 4 L0
    NEW java/util/HashSet
    DUP
    INVOKESPECIAL java/util/HashSet.<init> ()V
    PUTSTATIC FB.collection : Ljava/util/HashSet;
  L1
    LINENUMBER 5 L1
    LDC "item"
    INVOKESTATIC FB.bar (Ljava/lang/String;)Ljava/lang/String;
    PUTSTATIC FB.foo : Ljava/lang/String;
    RETURN
    MAXSTACK = 2
    MAXLOCALS = 0

在FB中查看不完整的初始化类的唯一方法是在静态块中。

e.g。说FB.<clinit>()调用另一个类，然后在初始化之前使用FB.foo，它会看到null而不是调用bar()

Answer 4

静态字段按声明的顺序初始化。因此，如果您要将字段的顺序更改为：

import java.util.HashSet;

    public class FB {
        public static final String foo = bar("item");
        private static final HashSet<String> collection = new HashSet<>();

        public static String bar(String newItem) {
            collection.add(newItem);
            System.out.println("Yes, I've been invoked, and I currently store this: " + collection);
            return newItem;
        }

        public static void main(String[] args) {
        }
    }

当您尝试访问尚未初始化的集合时，您将在NullpointerException - 方法中收到bar。（因为您在初始化第一个变量的过程中发生了对bar()的调用）

Exception in thread "main" java.lang.ExceptionInInitializerError                                

Caused by: java.lang.NullPointerException                                                       

        at HelloWorld.bar(HelloWorld.java:14)                                                   

        at HelloWorld.<clinit>(HelloWorld.java:10)

Answer 5

类的静态字段和静态init块并不总是初始化/执行。如果您不使用类或不加载它，则不会发生。例如 - 假设你有：

class Test
{
    static
    {
        System.out.println("Test");
    }

    public static int a = 4; 
}

如果不使用Test类，则不会执行静态块。因此，您必须例如将类实例化为init static fields并调用静态init块：

Test t = new Test();

或使用任何静态的东西，如：

System.out.println(Test.a); // this will trigger 'initialisation'

毕竟 - 如果你不在你的代码中使用静态数据 - 为什么JVM会用它做任何事情 - 认为它是合理的优化; - ）。

使用JDBC的另一个例子 - 你必须调用它一次才能让驱动程序初始化＆＃39;本身 - 即。执行所有静态的，稍后需要：

Class.forName( "com.mysql.jdbc.Driver" ).newInstance();

BTW：你可以这样开始你的收藏：

private static final HashSet<String> collection = new HashSet<String>() {{add("item");}};

是否存在Java不立即初始化静态字段的情况？

5 个答案: