java - 带有静态变量的 NullPointerException

Question

我刚刚遇到了 java 的(对我来说)非常奇怪的行为。我有以下类(class):

public abstract class Unit {
    public static final Unit KM = KMUnit.INSTANCE;
    public static final Unit METERS = MeterUnit.INSTANCE;
    protected Unit() {
    }
    public abstract double getValueInUnit(double value, Unit unit);
    protected abstract double getValueInMeters(double value);
}

和:

public class KMUnit extends Unit {
    public static final Unit INSTANCE = new KMUnit();

    private KMUnit() {
    }
//here are abstract methods overriden
}

public class MeterUnit extends Unit {
    public static final Unit INSTANCE = new MeterUnit();

    private MeterUnit() {
    }

///abstract methods overriden
}

还有我的测试用例:

public class TestMetricUnits extends TestCase {

    @Test
    public void testConversion() {
        System.out.println("Unit.METERS: " + Unit.METERS);
    System.out.println("Unit.KM: " + Unit.KM);
    double meters = Unit.KM.getValueInUnit(102.11, Unit.METERS);
    assertEquals(0.10211, meters, 0.00001);
    }
}

1. MKUnit 和 MeterUnit 都是静态初始化的单例，所以在类加载期间。构造函数是私有(private)的，所以他们不能在其他任何地方初始化。
2. 单元类包含对 MKUnit.INSTANCE 和MeterUnit.INSTANCE

我希望:

• 加载 KMUnit 类并创建实例。
• 加载 MeterUnit 类并创建实例。
• 单元类已加载，KM 和 METERS 变量已初始化，它们是最终的，因此无法更改。

但是当我使用 maven 在控制台中运行我的测试用例时，我的结果是:

 T E S T S

Running de.audi.echargingstations.tests.TestMetricUnits<br/>
Unit.METERS: m<br/>
Unit.KM: null<br/>
Tests run: 3, Failures: 0, Errors: 1, Skipped: 0, Time elapsed: 0.089 sec <<< FAILURE! - in de.audi.echargingstations.tests.TestMetricUnits<br/>
testConversion(de.audi.echargingstations.tests.TestMetricUnits)  Time elapsed: 0.011 sec  <<< ERROR!<br/>
java.lang.NullPointerException: null<br/>
        at <br/>de.audi.echargingstations.tests.TestMetricUnits.testConversion(TestMetricUnits.java:29)
<br/>

Results :

Tests in error:
  TestMetricUnits.testConversion:29 NullPointer

有趣的是，当我通过 JUnit runner 从 eclipse 运行这个测试时，一切都很好，我没有 NullPointerException 并且在控制台中我有:

Unit.METERS: m
Unit.KM: km

所以问题是:Unit 中的 KM 变量为空的原因(同时 METERS 不为空)

Answer 1

静态初始化可能很棘手。您在 A -> B 和 B -> A 之间存在相互依赖关系。这是一个坏主意的原因是 JVM 如何开始在类中自上而下加载静态信息 - 如果它遇到一个尚未初始化的新类，它一直等到它初始化该类及其依赖项，递归地，直到一切准备就绪，然后继续。

除非它已经在加载一个类。如果A引用了B，B又引用了A，就不能再开始加载A了，否则就是死循环(因为A又加载了B，又加载了A)。所以，在那种情况下，它基本上是说“已经开始加载了，没什么可做的，继续”。

故事的寓意:根据类加载的顺序，当您点击此行时，KMUnit.INSTANCE 可能不会初始化:

public static final Unit KM = KMUnit.INSTANCE;

假设您是 JVM，您开始加载 KMUnit。它必须在第一次看到它时加载 Unit，以便，例如当我们第一次创建时(或者可能之前——我对 JVM 静态加载有点迷糊)，创建一个 Unit 的子类对象。但这反过来会触发 Unit 中的静态初始化，包括:

public static final Unit KM = KMUnit.INSTANCE;
public static final Unit METERS = MeterUnit.INSTANCE;

好的。现在 Unit 已完成加载，我们完成了为 KMUnit.INSTANCE 构造 KMUnit...但是等等 - 我们已经设置了 KM = KMUnit.INSTANCE，当时它是 null。所以它仍然是空的。糟糕。

另一方面，如果 Unit 首先加载，那么它会在初始化之前等待 KMUnit 加载，因此 KMUnit.INSTANCE 在我们实际运行初始化程序时设置。

我觉得。我有点 sleep 不足，而且我不是类加载方面的专家。