为什么静态块中的Java静态变量为null，取决于访问顺序

Question

以下 java 代码给出如下输出。注意 B.list 里面有 null。

A
[null]

import java.util.*;

public class Main{
     public static void main(String []args){
        System.out.println(A.VAR_A);
        System.out.println(B.list);
     }
}

class A {
  public static final String VAR_A = B.id("A");
}

class B {
  public static final List<String> list = new ArrayList<>();
  static {
    list.add(A.VAR_A);
  }

  public static String id(String s) {
    return s;
  }
}

但是，如果您像下面这样交换 println：

public class Main{
     public static void main(String []args){
        System.out.println(B.list);
        System.out.println(A.VAR_A);
     }
}

列表已正确初始化：

[A]
A

为什么 B.list 在第一个代码中有 null 而不是 "A"？

您可以在此处在线测试代码：https://onlinegdb.com/SkVbLQwm_

更有趣的是，下面的代码给出了 B.list = [null, "B"]

A                                                                                                              
[null, B]

import java.util.*;

public class Main
{
  public static void main (String[]args)
  {
    System.out.println (A.VAR_A);
    System.out.println (B.list);
  }
}

class A
{
  public static final String VAR_A = B.id ("A");
  public static final String VAR_B = "B";
}

class B
{
  public static final List < String > list = new ArrayList <> ();
  static
  {
    list.add (A.VAR_A);
    list.add (A.VAR_B);
  }

  public static String id (String s)
  {
    return s;
  }
}

Answer 1

System.out.println(A.VAR_A);

这是（大概）VM 中的任何代码运行ning 第一次提到 A class。因此，该语句首先以 'loading' A class 结束。（Java 根据需要加载 classes；它不会预先加载它们）。

要加载 A class，必须首先执行所有静态初始化程序。静态初始化器是所有不是编译时常量的静态变量的初始化表达式，以及 static {} 块中的所有代码，按顺序执行。例如，假设：

class Example {
    public static final long loadedAt = System.currentTimeMillis();
}

因为System.cTM不是常量，那是需要执行的代码；此代码由系统在加载 A 时执行。

在您粘贴的代码片段中，A 的静态初始化代码是：

 VAR_A = B.id("A");

并且在执行此代码期间...B 被加载，因为这是 B 第一次被提及。这也涉及运行B的静态初始化代码。所以在执行A的初始化程序的过程中，B的初始化程序被执行。让我们看看代码是什么样的：

list = new ArrayList<>();
list.add(A.VAR_A);

A 尚未加载（请记住，我们已经完成了一半。还没有完全完成）。因此，作为 B 的初始化器的一部分，我们必须运行 A 的初始化器。

哪个运行 B 的初始化器，哪个运行 A 的初始化器，因此你写了一个无限循环。

为了避免这种情况，java class加载系统有一个特殊的怪异规则：

每当 class 的初始化开始时，VM 都会将 class 添加到一个特殊的 'in the process of being initialized' 列表中。
每当系统被要求初始化一个 class 时，VM 首先检查 class 是否在 'we are in the middle of initializing it' 列表中。如果是，那么什么也不会发生，class，处于（可能损坏！）半载状态，按原样提供。

因此，在 A 的初始化期间，B 被初始化，并且在 B 的初始化期间，A 处于半加载状态。因此，A.VAR_A 未设置 YET，因此是 null。这正是您所看到的。

换个说法，场景就变了：现在启动了B，过程进行到一半，又启动了A，由于特殊规则，A以半生不熟的状态提供给A。

第二个片段引入了一个新概念：编译时间常数。

字符串和基元可以是 CTC。这些 not 编译为静态初始值设定项。这个例子 class 根本没有初始化器:

class Example {
    public static final String HELLO = "Hello";
}

那是因为这是一个 CTC。 CTC 的规则是：

变量是静态的和最终的。
它在声明时被赋予了一个值。
分配的值是 'CTC expression'，定义为：字符串文字、数字文字、字符文字或对另一个 CTC 表达式的引用（例如 public static final String HELLO = SomeOtherClass.SOME_OTHER_CONSTANT;), 或左右为CTC表达式的简单数学运算

"B" 因此是一个 CTC 表达式。因此，编译器将在编译时解析表达式并将结果值直接存储到 class 文件中，而不是作为代码，而是作为它自己的值。

因此，A.VAR_B 就像 'search replace' - 它不需要初始化 B； VAR_B 字段是常量，突然出现并具有值“B”，而 VAR_A 突然出现为 null，并被分配通过执行表达式 [=] 获得的值21=] 在初始化期间。

你可以看到这些东西在起作用。运行 javap -c -v YourType 你将能够观察到这一切。玩弄你的代码片段是个好主意，运行在它们上面 javap，看看 CTC 和初始化程序之间的区别。

为什么静态块中的Java静态变量为null，取决于访问顺序

Why is Java static variable null in the static block, depending on the access order

java

jvm