Java界面靜態變量未初始化

Question

我遇到了對我來說毫無意義的奇怪行爲。下面的程序（我試過將其降低到最小的例子）與崩潰NullPointerException因爲Bar.Y是null：

$ javac *.java 
$ java Main 
FooEnum.baz() 
Exception in thread "main" java.lang.NullPointerException 
    at Main.main(Main.java:6) 

我期待它打印：

FooEnum.baz() 
Bar.qux 

然而，如果Bar.qux第一次被訪問（可以通過取消註釋主方法的第一行或通過重新排序以下兩行來完成）程序正確終止。

我懷疑這個問題與Java類的初始化順序有關，但我無法在相關的JLS部分找到任何解釋。

所以，我的問題是：這裏發生了什麼？這是一種錯誤還是我錯過了什麼？

我的JDK版本是1.8.0_111

interface Bar { 
    // UPD 
    int barF = InitUtil.initInt("[Bar]"); 

    Bar X = BarEnum.EX; 
    Bar Y = BarEnum.EY; 

    default void qux() { 
     System.out.println("Bar.qux"); 
    } 
} 

enum BarEnum implements Bar { 
    EX, 
    EY; 

    // UPD 
    int barEnumF = InitUtil.initInt("[BarEnum]"); 
} 

interface Foo { 
    Foo A = FooEnum.EA; 
    Foo B = FooEnum.EB; 

    // UPD 
    int fooF = InitUtil.initInt("[Foo]"); 

    double baz(); 

    double baz(Bar result); 
} 

enum FooEnum implements Foo { 
    EA, 
    EB; 

    // UPD 
    int fooEnumF = InitUtil.initInt("[FooEnum]"); 

    public double baz() { 
     System.out.println("FooEnum.baz()"); 
     // UPD this switch can be replaced with `return 42` 
     switch (this) { 
      case EA: return 42; 
      default: return 42; 
     } 
    } 

    public double baz(Bar result) { 
     switch ((BarEnum) result) { 
      case EX: return baz(); 
      default: return 42; 
     } 
    } 

} 

public class Main { 
    public static void main(String[] args) { 
     // Bar.Y.qux(); // uncomment this line to fix NPE 
     Foo.A.baz(); 
     Bar.Y.qux(); 
    } 
} 

// UPD 
public class InitUtil { 
    public static int initInt(String className) { 
     System.out.println(className); 
     return 42; 
    } 
} 

Answer 1

你有Foo接口初始化和FooEnum枚舉初始化之間的循環依賴。通常，FooEnum初始化不會觸發Foo接口初始化，但Foo具有默認方法。

見The Java® Language Specification, §12.4.1. When Initialization Occurs：

當一個類被初始化，其超被初始化（如果它們還沒有被先前初始化），以及任何超級（§8.1.5）即宣佈任何默認的方法（ §9.4.3）...

如果你想知道爲什麼默認的方法做改變的行爲，我不知道真正的理由責成這一點。由於實現細節（並且更改規範比更改JVM更容易），看起來更像是在事實because the reference implementation exhibited this behavior之後添加到規範中。

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所以，無論何時你有一個循環依賴，結果取決於首先訪問哪種類型。首先被訪問的類型將等待其他類初始化程序的完成，但不會有遞歸。

它可能不是那麼明顯，Foo.A.baz();有這樣的效果，但這種觸發FooEnum含有switch在BarEnum聲明初始化。每當一個類包含enumswitch時，它的類初始化程序將爲它準備一個表，因此，在其初始化程序中訪問enum類型的權限，導致其初始化。

這就是爲什麼這會觸發BarEnum初始化，這又會觸發初始化Bar。相比之下，Bar.Y.qux();語句首先直接訪問Bar，觸發其初始化，這又會觸發BarEnum的初始化。

所以你看，執行Foo.A.baz();第一Bar.Y.qux();之前觸發不同的順序Foo.A.baz();之前執行Bar.Y.qux();首先初始化。

如果首先訪問BarEnum，則其類初始化將觸發Bar初始化並推遲其自己的初始化，直到完成Bar初始化程序。換句話說，在這種情況下，當Bar初始值設定項運行時，enum常量字段尚未寫入，所以它將看到null值，並將這些null引用複製到Bar的字段中。

如果首先訪問Bar，則其類初始化將觸發BarEnum初始化，該初始化將寫入枚舉常量，因此在其初始化完成後，將看到正確的初始化值。