Почему инициализируется declaring класс, а не referencing?

Question

[cypok]

Привет, у меня тут возник вопрос ради общего развития: кто-нибудь может объяснить, почему при доступе к статическим членам класса вызывается инициализация класса, в котором член объявлен, а не тот, к которому мы обращаемся?

Вот что говорит JVM Specification (§5.5):

Upon execution of a getstatic, putstatic, or invokestatic instruction, the class or interface that declared the resolved field or method is initialized if it has not been initialized already.

Следующий пример подтверждает это и выводит 37 (инициализатор Bar не вызывается вообще):

class Foo {
    public static int x;

    static {
        x = 37;
    }
}

class Bar extends Foo {
    static {
        x = 42;
    }
}

public class test {
    public static void main(String args[]) {
        System.out.println(Bar.x);
    }
}

Т.е. интересна именно мотивация, почему сделано так?

Answer 1

[gricom]

Потому что статическое поле «x» определено в классе Foo. В классе Bar его нет, он только может его посмотреть и выдать вам результат, поэтому статический блок в Bar не выполняется (т.к. обращения к классу не было, фактически было только обращение к Foo).

Answer 2

[barker]

Почему оно должно работать так, как вы ожидаете? Это было бы очень странно. Статические методы и поля никак не переопределяюся, вызов идёт не через обычный invoke*, а на основе тех данных, которые были на время КОМПИЛЯЦИИ. Грубо говоря, это поле класса, а не объекта класса.

Comments

[barker]

Блин, перечитал, пояснил путано. Короче, статические методы невиртуальные и связываются на этапе компиляции. Потому же они и к this не имеют доступа и переопределяться не могут (хотя их перекрыть можно).

[cypok]

После компиляции в class-файле как раз содержится информация именно о классе Bar, к которому обращаются, а не о классе, в котором поле объявлено.

    public static void main(String args[])
    {
        System.out.println(Bar.x);
    //    0    0:getstatic       #2   <Field PrintStream System.out>
    //    1    3:getstatic       #3   <Field int Bar.x>
    //    2    6:invokevirtual   #4   <Method void PrintStream.println(int)>
    //    3    9:return          
    }

Почему оно должно работать так, как вы ожидаете?

Потому что я ожидаю, что если я в каком-либо виде использую в коде SomeSuperClass, то он должен быть проинициализирован.

[barker]

Всё верно, чего тут ещё в байткоде нарисуется? Но это же просто getstatic. В статик-блоке класса Bar там же используется аналогично putstatic Bar.x, поглядите и убедитесь. Хотя реально поле определено в классе Foo.
Вы же сами скинули отрывок из спецификации, который явно говорит о том, что речь о классе, в котором поле declared.
И это — не «использование в каком-либо виде», этот класс нигде не грузится, потому статик-метод и не должен выполниться.

[barker]

А… так вопрос в том числе о том, почему в спецификации именно так. Тут немного с другого конца зайти можно в объяснении, но суть одна — никак нельзя по другому, вам объяснили ниже об инициализации. Я также сказал о невиртуальности статических сущностей. Как вы видите вообще вызов тогда статических методов, например? И то, что при вашей идее Bar.x и Foo.x будет выдавать разные результаты (в рантайме!) вас тоже не смущает? То что вы написали тут getstatic <Field int Bar.x> это просто нарисовалось, реально же статик имеется только один.

[cypok]

Это уже ближе к истине: требование чтобы Foo.x и Bar.x выдавали одно и тоже при исполнении. На самом деле на момент публикации вопроса у меня конечно же были какие-то соображения, но хотелось услышать мнение других людей.

Answer 3

[leventov]

Нет варианта вызывать только static-блок Bar — т. е. либо инициализируем только место объявления, либо всю цепочку от места объявления до класса, к которому обращаемся. Хотя, как заметил barker, JVM и не поймет, что там .x бралось через точку к Bar, в байт-коде этой инфы нет.

Comments

[cypok]

Выше я привел байткод, там это информация есть, вы неправы.

Не совсем понял первую часть. Я как раз за то, чтобы иницилизировать Bar, а перед ним, на общих основания Foo, а перед ним Object.

[barker]

Да нет в байткоде этой информации. Откройте байткод самого класса и посмотрите. В байткоде вызова оно как будто бы есть, а на самом деле фактически тоже нету, есть только поле и всё.
Вот если вы в начале метода сделаете new Bar(), то получится как раз такое: вызовется static у Foo, потом static у Bar и напечатается 42.

[cypok]

Jad'у вы не верите? Ну посмотрите hexdump: в test.class нету ссылок на класс Foo вообще.