java - JVM 加载中的静态字段

Question

作为 JVM 加载、链接和初始化的一部分，当

1. 静态字段
2. 最终静态字段

在类里面

1. 在内存中分配
2. init 作为默认值
3. init 作为实际值

对于静态最终变量，我认为一切都发生在加载步骤中，因为所有值都已经在常量池中。

但我无法弄清楚静态字段发生了什么。原则上写在documantation它们在准备步骤中使用默认值进行初始化。

Preparation involves creating the static fields for a class or interface and initializing such fields to their default values (§2.3, §2.4). This does not require the execution of any Java Virtual Machine code; explicit initializers for static fields are executed as part of initialization (§5.5), not preparation.

但是在这个source (类变量段落)加载静态字段初始化已在加载步骤中发生。这是有道理的，因为在加载步骤结束时创建了类对象的实例，并且它必须包含静态字段的空间。

Before a Java virtual machine uses a class, it must allocate memory from the method area for each non-final class variable declared in the class.

所以我想知道在这种情况下正确的事实是什么。

Answer 1

一般来说，如果 the official specification 之间存在一些不匹配的情况以及互联网上的一些文章，您可以放心地假设规范具有最终结论并且文章是错误的。这将在 99.99% 的情况下为您服务。

当涉及到 Java 虚拟机时尤其如此，众所周知，其中的文章混淆了问题的步骤(“加载、链接和初始化”)，并且还经常混淆正式步骤和实现细节。

您链接的文章在几个方面都有错误:

• 并非每个 static final field 是一个编译时常量。仅static final原始类型的字段或 String是编译时常量，如果它们立即用编译时常量初始化。考虑一下

  static final String CONSTANT1 = ""; // compile-time constant
  static final String CONSTANT2 = CONSTANT1; // compile-time constant
  // but
  static final String NO_CONSTANT1 = CONSTANT1.toString(); // not a constant expression
  static final String NO_CONSTANT2; // no initializer
  static {
      NO_CONSTANT2 = ""; // assignment in class initializer, valid, but not constant
  }
  static final BigInteger NO_CONSTANT3 = BigInteger.ONE; // neither primitive nor String
  

• 对于编译时常量，每个普通的 Java 语言读取访问都会在编译时被常量值替换，但标识符仍然存在，并且可以通过反射检查或通过不是从 Java 语言源生成的字节代码访问代码。当涉及到常量字段的存储时，JVM 是否对常量字段进行特殊处理是一个实现细节，但通常情况下，实现者会尽量避免特殊处理，除非有真正的好处。

  正式规范描述了常量变量，就像具有像任何其他变量一样的存储，但是当然，如​​果实现仍然能够保留规定的行为(例如，使值可用于反射)，则实现可以省略这一点。

  常量和非常量的初始化 static变量明确指定为 Initialization 的一部分(虽然不是同时):

   

  6. Otherwise, record the fact that initialization of the Class object for C is in progress by the current thread, and release LC. Then, initialize each final static field of C with the constant value in its ConstantValue attribute (§4.7.2), in the order the fields appear in the ClassFile structure.

  …

   9. Next, execute the class or interface initialization method of C.

  “类或接口(interface)初始化方法”是名为<clinit>的方法在字节码级别，其中包含非常量 static 的所有初始值设定项字段以及 static { … } 中的任何代码块。

• 类变量和常量池是不同的东西。常量池包含字段的符号名称以及编译时常量的值(顺便说一句，也可能包括非 static 字段)。

  常量池的值可用于构造实际的运行时值，例如描述字符串的字节序列必须转换为对实际 String 的引用对象和原始类型可能会进行 Endianess 转换。当此处理作为 JVMS§5.5 中描述的步骤 6 的一部分发生时(如上所述)，对该字段的后续访问将始终使用此过程的结果。