Java中的静态初始化器和静态方法

Question

在 Java 中调用类的静态方法会触发静态初始化块执行吗？

根据经验，我会说不。我有这样的事情：

public class Country {
    static {
        init();
        List<Country> countries = DataSource.read(...); // get from a DAO
        addCountries(countries);
    }

    private static Map<String, Country> allCountries = null;

    private static void init() {
        allCountries = new HashMap<String, Country>();
    }

    private static void addCountries(List<Country> countries) {
        for (Country country : countries) {
            if ((country.getISO() != null) && (country.getISO().length() > 0)) {
                allCountries.put(country.getISO(), country);
            }
        }
    }

    public static Country findByISO(String cc) {
        return allCountries.get(cc);
    }
}

在使用该类的代码中，我执行以下操作：

Country country = Country.findByISO("RO");

问题是我得到一个NullPointerException，因为地图（allCountries）没有初始化。如果我在 static 块中设置断点，我可以看到映射被正确填充，但就好像静态方法不知道正在执行的初始化程序。

谁能解释这种行为？

---

更新：我在代码中添加了更多细节。仍然不是 1:1（其中有几张地图和更多逻辑），但我已经明确查看了 allCountries 的声明/引用，它们如上所列。

你可以看到完整的初始化代码here。

更新 #2：我尝试尽可能简化代码并即时将其写下来。实际代码在初始化器之后有静态变量声明。正如乔恩在下面的答案中指出的那样，这导致它重置了参考。

我修改了帖子中的代码以反映这一点，因此对于找到问题的人来说更清楚。很抱歉给大家带来了困惑。我只是想让每个人的生活更轻松:)。

感谢您的回答！

Answer 1

在 Java 中调用类的静态方法会触发静态初始化块执行吗？

根据经验，我会说不。

你错了。

来自 JLS section 8.7：

类中声明的静态初始化器在类初始化时执行（第 12.4.2 节）。与类变量的任何字段初始化器（第 8.3.2 节）一起，静态初始化器可用于初始化类的类变量。

JLS 状态的Section 12.4.1：

类或接口类型 T 将在以下任何一项第一次出现之前立即初始化：

• T 是一个类，并创建了一个 T 的实例。

• T是一个类，调用了T声明的静态方法。

• 分配了一个由 T 声明的静态字段。

• 使用了由 T 声明的静态字段，并且该字段不是常量变量（第 4.12.4 节）。

• T 是一个顶级类（第 7.6 节），并在 T（第 8.1.3 节）中执行词法嵌套的断言语句（第 14.10 节）。

这很容易显示：

class Foo {
    static int x = 0;
    static {
        x = 10;
    }

    static int getX() {
        return x;
    }
}

public class Test {
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        System.out.println(Foo.getX()); // Prints 10
    }
}

您的问题在于您没有向我们展示的代码的某些部分。我的猜测是你实际上是在声明一个局部变量，像这样：

static {
    Map<String, Country> allCountries = new HashMap<String, Country>();
    // Add entries to the map
}

隐藏静态变量，使静态变量为空。如果是这种情况，只需将其更改为 assignment 而不是声明：

static {
    allCountries = new HashMap<String, Country>();
    // Add entries to the map
}

编辑：有一点值得注意 - 虽然你有 init() 作为静态初始化程序的第一行，但如果你在此之前实际上做了其他事情（可能在其他变量中初始化器）调用另一个类，并且该类将 back 调用到您的 Country 类中，然后该代码将在 allCountries 仍然为空时执行。

编辑：好的，现在我们可以看到您的真实代码，我发现了问题。你的 post 代码有这样的：

private static Map<String, Country> allCountries;
static {
    ...
}

但是你的真实代码有这个：

static {
    ...
}
private static Collection<Country> allCountries = null;

这里有两个重要的区别：

• 变量声明发生在静态初始化块之后
• 变量声明包括对 null 的显式赋值

这些组合让你感到困惑：变量初始化器并非都在静态初始化器之前运行 - 初始化以文本顺序发生。

所以您正在填充集合...然后将引用设置为 null。

JLS 的Section 12.4.2 在初始化的第 9 步保证它：

接下来，按照文本顺序执行类的类变量初始化程序和静态初始化程序，或者接口的字段初始化程序，就好像它们是一个单独的块一样。

演示代码：

class Foo {

    private static String before = "before";

    static {
        before = "in init";
        after = "in init";
        leftDefault = "in init";
    }

    private static String after = "after";
    private static String leftDefault;

    static void dump() {
        System.out.println("before = " + before);
        System.out.println("after = " + after);
        System.out.println("leftDefault = " + leftDefault);
    }
}

public class Test {
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        Foo.dump();
    }
}

输出：

before = in init
after = after
leftDefault = in init

因此解决方案是要么 摆脱对 null 的显式赋值，要么 将声明（以及因此的初始化程序）移到静态初始化程序之前，或者 (我的偏好）两者。

Answer 2

理论上，静态块应该在类加载器加载类时执行。

Country country = Country.findByISO("RO");
^

在您的代码中，它在您第一次提到 Country 类时被初始化（可能是上面的那一行）。

我运行了这个：

public class Country {
    private static Map<String, Country> allCountries;
    static {
        allCountries = new HashMap<String, Country>();
        allCountries.put("RO", new Country());
    }

    public static Country findByISO(String cc) {
        return allCountries.get(cc);
    }
}

用这个：

public class Start
{
    public static void main(String[] args){
        Country country = Country.findByISO("RO");
        System.out.println(country);
    }
}

一切正常。你能发布错误的堆栈跟踪吗？

我会说问题在于静态块是在实际字段之前声明的。

Answer 3

您的静态初始化程序块中有allCountries = new HashMap(); 吗？静态初始化块实际上是 called 在 class initialization 上。

Answer 4

静态初始化器将在类加载时被调用，通常是在它第一次“提及”时。因此，如果这是第一次引用该类，则调用静态方法确实会触发初始化程序。

您确定空指针异常来自allcountries.get()，而不是来自get() 返回的空Country？换句话说，你确定哪个对象是空的吗？