JVM递归类初始化实现

Question

正在研究 JVM 规范/内部结构，并想了解循环引用的递归类初始化应该如何正确发生。看这个例子：

 class CA extends Object {
    public final int ivar = 1;
    public static CB other = new CB(); 
    public CA() {
        System.out.println("in CA.init, my ivar is " + this.ivar); 
    }   
}
class CB extends Object {
    public final int ivar = 2;
    public static CA other = new CA();  
    public CB() {
        System.out.println("in CB.init, my ivar is " + this.ivar); 
    }
    
    public static void main(String[] args) {
        CB cb = new CB();  
    }
}

执行此结果：

in CB.init, my svar is 2
in CA.init, my ivar is 1
in CB.init, my svar is 2

这些反映了实例初始化并且有意义。 class 初始化，但必须像这样运行：

1. CB <clinit> 实例化一个 CA，它应该触发...
2. CA <clinit>，它实例化一个 CB，它尝试一个
3. CB <clinit> 再次进行中...

JVM 规范在 s5.5 初始化下说：

1. 如果 C 的 Class 对象指示当前线程正在对 C 进行初始化，则这必须是初始化的递归请求。释放 LC 并正常完成。

这意味着在我上面的第 3 步中，JVM 耸了耸肩，然后返回完成第 2 步。但是完成第 2 步意味着在新的 CB 实例上调用构造函数 <init>。当 CB 类还没有完成它的<clinit> 时，它怎么能做到这一点？

在这种情况下，因为对象没有对它们持有的彼此实例“做任何事情”，所以没有伤害就没有犯规。但是我应该如何考虑这里的行为和潜在的陷阱？谢谢。

Answer 1

这仅起作用，因为那些是 静态 字段 (other)，如果您删除该修饰符 - 您将得到一个 StackOverflow（因为对于实例字段，初始化被移动到构造函数)。在我看来，如果我向您展示编译器实际上在做什么，事情可能会变得很明显？

static class CA extends Object {

    public final int ivar = 1;
    public static CB other;

    static {
        System.out.println("running CA static block");
        other = new CB();
        System.out.println("CB done");
    }

    public CA() {
        System.out.println("in CA.init, my ivar is " + ivar);
    }
}

static class CB extends Object {

    public final int ivar = 2;
    public static CA other;

    static {
        System.out.println("running CB static block");
        other = new CA();
        System.out.println("CA done");
    }

    public CB() {
        System.out.println("in CB.init, my ivar is " + ivar);
    }


}

编辑

在类完全初始化之前弄乱调用哪些实例方法确实很危险。你可能会踩到你意想不到的东西：

 static class CB {

    private static final CB ONLY = new CB();

    private static final Integer IVAR = 42;
    public final int ivar = IVAR;

}

public static void main(String[] args) {
    System.out.println(CB.ONLY.ivar);
}

这会引发NullPointerException。为什么？您可以自己反编译并查看，但用相当简化的话：

• ivar 在构造函数中通过读取IVAR 变量进行初始化

• 静态是按照它们在代码中出现的顺序执行的

因此，首先执行private static final CB ONLY = new CB();，因此必须调用构造函数并初始化ivar。 ivar 设置为IVAR，但后者将仅在构造函数完成后 初始化。所以当尝试设置ivar时，它会拆箱IVAR的值，此时（因为CB没有完全初始化）是null。