当在子类上调用在其超类中声明的静态方法时，为什么子类的静态初始化器不被调用？

Question

给定以下类：

public abstract class Super {
    protected static Object staticVar;

    protected static void staticMethod() {
        System.out.println( staticVar );
    }
}

public class Sub extends Super {
    static {
        staticVar = new Object();
    }

    // Declaring a method with the same signature here, 
    // thus hiding Super.staticMethod(), avoids staticVar being null
    /*
    public static void staticMethod() {
        Super.staticMethod();
    }
    */
}

public class UserClass {
    public static void main( String[] args ) {
        new UserClass().method();
    }

    void method() {
        Sub.staticMethod(); // prints "null"
    }
}

我不是针对“因为JLS中规定了这样的问题”这样的答案。我知道是这样的，因为JLS 12.4.1在初始化时只读取：

类或接口类型T将在第一次出现以下任一情况之前立即初始化：

>

T是一个类，调用由T声明的静态方法。

...

我感兴趣的是，为什么没有这样一句话，是否有一个很好的理由：

• T是S的子类，在T上调用由S声明的静态方法

Answer 1

我认为这与jvm规范的这一部分有关：

每个帧（§2.6）包含对当前方法类型的运行时常量池（§2.5.5）的引用，以支持方法代码的动态链接。方法的类文件代码是指要调用的方法和通过符号引用访问的变量。动态链接将这些符号方法引用转换为具体的方法引用，根据需要加载类以解析尚未定义的符号，并将变量访问转换为与这些变量的运行时位置相关的存储结构中的适当偏移。

这种方法和变量的后期绑定使得方法使用的其他类中的更改不太可能破坏此代码。

在jvm规范的第5章中，他们还提到：类或接口C可能会被初始化，其中包括：

执行引用C的Java虚拟机指令new、getstatic、putstatic或invokestatic（§new、§getstatic、§putstatic、§invokestatic）。这些指令通过字段引用或方法引用直接或间接引用类或接口。

...

在执行getstatic、putstatic或invokestatic指令时，如果声明已解析字段或方法的类或接口尚未初始化，则初始化该类或接口。

在我看来，文档的第一部分指出，任何符号引用都只是简单地解析和调用，而不考虑它来自何处。关于方法解析的本文档有以下说明：

[M]ethod解析试图在C及其超类中找到引用的方法：

如果C使用方法引用指定的名称声明了一个方法，并且该声明是签名多态方法（§2.9），则方法查找成功。描述符中提到的所有类名均已解析（§5.4.3.1）。

解析的方法是签名多态方法声明。C不需要用方法引用指定的描述符声明方法。

否则，如果C声明方法名称和描述符由方法引用指定，则方法查找成功。

否则，如果C有一个超类，方法解析的步骤2将在C的直接超类上递归调用。

因此，从子类调用它的事实似乎被忽略了。为什么要这样做？在您提供的文档中，他们说：

其目的是一个类或接口类型具有一组初始值设定项，使其处于一致状态，并且该状态是其他类观察到的第一个状态。

在您的示例中，当Sub静态初始化时，您将更改Super的状态。如果在调用Sub.staticMethod时进行了初始化，那么jvm认为相同的方法会有不同的行为。这可能是他们所说的要避免的不一致性。

另外，下面是一些执行staticMethod的反编译类文件代码，显示了invokestatic的使用：

Constant pool:
    ...
    #2 = Methodref          #18.#19        // Sub.staticMethod:()V

... 

Code:
  stack=0, locals=1, args_size=1
     0: invokestatic  #2                  // Method Sub.staticMethod:()V
     3: return

Answer 2

JLS特别允许JVM避免加载子类，它在问题中引用的部分中：

对静态字段（§8.3.1.1）的引用只会导致实际声明它的类或接口的初始化，即使它可能通过子类、子接口或实现接口的类的名称来引用。

原因是为了避免JVM不必要地加载类。初始化静态变量不是问题，因为无论如何它们都不会被引用。

Answer 3

注意标题，静态字段和方法不会被继承。这意味着，当您在Sub中注释static method（）时，Sub.static方法（）实际上调用Super.static方法（）然后Sub静态初始化器不是执行。

然而，这个问题比我第一眼看到的更有趣：在我看来，这不应该在没有警告的情况下编译，就像在类的实例上调用静态方法一样。

编辑：正如@GeroldBroser所指出的，这个答案的第一句话是错误的。静态方法也会被继承，但不会被重写，只是被隐藏。我留下的答案和历史一样。