类加载和初始化：Java静态final变量

Question

Example.java

public class Example {

    static final int i = 10;
    static int j = 20;
    static {
        System.out.println("Example class loaded and initialized");
    }
}

Use.java

import java.util.Scanner;
public class Use {
    public static void main(String args[]){
        Scanner sc = new Scanner(System.in);
        int ch = 1;
        while(ch != 0) {
            System.out.print("Enter choice: ");
            ch = sc.nextInt();

            if (ch == 1) {
                System.out.println("Example's i = " + Example.i);
            } else if(ch == 2){
                System.out.println("Example's j = " + Example.j);
            }
        }
    }
}

当我使用java -verbose:class Use运行时，输入1，则输出为10，即常量i的值。但是Example类尚未加载。 然而，当我输入2时，仅在此时 Example类才会被加载到JVM中，正如verbose输出所显示的那样，然后在Example内部执行静态块，并初始化并打印出j的值。 我的问题是： 如果在另一个类Use中请求了一个类Example的静态final（常量）值，但直到那时类Example尚未加载到JVM中，那么该常量值是从哪里获取的？ 何时以及如何初始化并存储静态final i 到JVM内存中？

- Harshit Rajput

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Java可以在编译（javac）时跨类内联final static变量。这是为了减少类加载的数量。我记得几天前看到过一个非常相似的问题，我会看看能否找到它。 - PiRocks

旧问题但有相关信息：https://dev59.com/YHA75IYBdhLWcg3wAEDx - PiRocks

@PiRocks，你的解释很有道理。感谢你回答这个问题并找出旧问题的参考资料 :) 那么，我的理解正确吗：在编译后的Use.class文件中，“System.out.println（“Example's i =”+ Example.i）”实际上是以字节码形式的“System.out.println（“Example's i =”+ 10）”？ - Harshit Rajput

没错。你可以使用 javap -v -p path/to/Use.class 命令来检查一下。 - PiRocks

太棒了！我现在检查了一下，确实是那样。谢谢伙计 :) - Harshit Rajput

相关：Java编译时静态常量的值是否会被替换？ - Mark Rotteveel

Answer 1

根据Java语言规范第12.4.1节（已加重标注）：

一个类或接口类型T将在以下任何一种情况的第一次出现之前立即初始化： - T是一个类并且创建了T的实例。 - 调用了由T声明的静态方法。 - 分配了由T声明的静态字段。 - 使用了由T声明的静态字段，且该字段不是常量变量（§4.12.4）。

常量变量是一个使用常量表达式初始化的最终变量。在你的代码中，Example.i是一个常量变量，因此不会导致类被加载。

那么如果类没有被加载，这个值从哪里来呢？

语言规范要求编译器内联它的值。来自二进制兼容性 13.1章节：

对于一个常量变量（§4.12.4）的引用必须在编译时解析为常量变量初始化器所表示的值V。如果这样的一个字段是静态的，那么在二进制文件中的代码中不应该有任何对该字段的引用，包括声明该字段的类或接口。这样的一个字段必须始终被认为已经被初始化（§12.4.2）；永远不能观察到该字段的默认初始值（如果与V不同）。

- Joni