Java接口静态变量未初始化

Question

我正在经历对我来说毫无意义的奇怪行为。以下程序（我试图将其简化为最小的示例）因NullPointerException而崩溃，因为Bar。Y为null：

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

我希望它打印：

FooEnum.baz()
Bar.qux

但是如果条。首先访问qux（可以通过取消对main方法的第一行的注释或对以下两行重新排序来完成），程序将正确终止。

我怀疑这个问题与Java类初始化顺序有关，但我在相关JLS部分中找不到任何解释。

所以，我的问题是：这到底是怎么回事？这是某种虫子还是我错过了什么？

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

在Foo接口初始化和fooneumenum初始化之间存在循环依赖关系。通常，FooEnum初始化不会触发Foo接口初始化，但Foo具有默认方法。

请参阅Java®语言规范§12.4.1。发生初始化时：

当一个类被初始化时，它的超类被初始化（如果它们以前没有被初始化），以及声明任何默认方法的任何超接口（§8.1.5）（§9.4.3）...

如果您想知道为什么默认方法会改变行为，我不知道强制这样做的真正理由。这看起来更像是事后添加到规范中，因为引用实现由于实现细节而表现出这种行为（更改规范比更改JVM更容易）。

因此，无论何时存在循环依赖关系，结果都取决于先访问哪个类型。首先访问的类型将等待另一个类初始化器的完成，但是不会有递归。

它可能不那么明显，Foo。a. baz（）；有这样的效果，但是这会触发foEnum的初始化，其中包含一个开关overBarEnum语句。每当一个类包含枚举开关时，它的类初始化器将为它准备一个表，因此，在它的初始化器中访问枚举类型，导致它的初始化。

这就是为什么这会触发BarEnum初始化，而这反过来又会触发Bar初始化。相反，条。Y.qux（）语句首先直接访问条，触发其初始化，然后触发BarEnum的初始化。

你看，执行Foo。A.baz（） 在条之前的第一个。Y.qux（） 以与执行栏不同的顺序触发初始化。Y.qux（） 在Foo之前的第一个。A.baz（） 。

如果首先访问BarEnum，则其类初始化将触发Bar初始化，并将其自身的初始化延迟到Bar初始化器完成。换句话说，在这种情况下，当Bar初始值设定项运行时，enum常量字段尚未写入，因此它将看到它们的null值，并将这些null引用复制到Bar的字段。

如果首先访问Bar，它的类初始化将触发将写入枚举常量的BarEnum初始化，因此在完成后，Bar初始化器将看到正确初始化的值。