在不加载类的情况下使Java中的静态初始化块运行

Question

我这里有几个类，如下所示：

public class TrueFalseQuestion implements Question{
    static{
        QuestionFactory.registerType("TrueFalse", "Question");
    }
    public TrueFalseQuestion(){}
}

...

public class QuestionFactory {

 static final HashMap<String, String > map =  new HashMap<String,String>();

 public static void registerType(String questionName, String ques ) {
     map.put(questionName, ques);
     }
 }



public class FactoryTester {
    public static void main(String[] args) {
        System.out.println(QuestionFactory.map.size());
        // This prints 0. I want it to print 1
    }
}

我该如何更改TrueFalseQuestion类，以便静态方法始终运行，这样当我运行主方法时，我得到1而不是0？我不想改变主方法。

实际上，我正在尝试实现工厂模式，其中子类向工厂注册，但我已经简化了这个问题的代码。

- randomThought

Answer 1

您可以调用以下内容：

Class.forName("yourpackage.TrueFalseQuestion");

这将会在你不用手动操作的情况下加载该类，并执行静态初始化块。

- Bozho

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我应该在哪里调用这个方法？每个类都在不同的文件中。 - randomThought

有没有办法可以在不更改主方法的情况下实现这一点，因为这会在主方法中创建这个类的某种依赖关系，而我想避免这种情况。 - randomThought

有没有什么好办法同时解决运行时依赖的问题？ - randomThought

@TP：如果您可以枚举包中的所有类，那么您只需查询实现“Question”的所有名称并执行此操作。由于这是不可能的（请参见此处：https://dev59.com/wXRB5IYBdhLWcg3wxZ1K），因此您只能手动检查JAR文件（呃）或使用某种配置文件... - R. Martinho Fernandes

@TP，正如@Martinho Fernandes所说的那样。 - Bozho

Answer 2

为了将TrueFalseQuestion类注册到工厂中，需要调用其静态初始化器。要执行TrueFalseQuestion类的静态初始化器，需要引用该类或通过反射加载它，在调用QuestionFactory.map.size()之前。如果您不想改动main方法，您需要在QuestionFactory的静态初始化器中引用它或通过反射加载它。我认为这不是一个好主意，但我会回答你的问题 :) 如果您不介意QuestionFactory知道所有实现Question的类来构造它们，您可以直接引用它们或通过反射加载它们。例如：

public class QuestionFactory {

 static final HashMap<String, String > map =  new HashMap<String,String>();

 static {
    this.getClassLoader().loadClass("TrueFalseQuestion");
    this.getClassLoader().loadClass("AnotherTypeOfQuestion"); // etc.
 }

 public static void registerType(String questionName, String ques ) {
     map.put(questionName, ques);
     }
 }

请确保在static块之前声明和构造map。如果您不希望QuestionFactory了解Question的实现细节，您需要将它们列在由QuestionFactory加载的配置文件中。我能想到的唯一其他（可能疯狂的）方法是查找实现Question的所有类的整个类路径 :) 如果实现Question的所有类都必须属于同一个包，则这可能效果更好--注意：我不支持此解决方案;)

我认为不应该在QuestionFactory静态初始化程序中执行任何操作，因为像TrueFalseQuestion这样的类有自己的静态初始化程序，调用QuestionFactory，此时QuestionFactory是一个未完全构造的对象，这只会引起麻烦。拥有一个简单列出您希望QuestionFactory知道如何构造的类的配置文件，然后在其构造函数中注册它们是一个不错的解决方案，但这意味着需要更改您的main方法。

- Rob Heiser

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作为参考，这个设计的出现是为了避免工厂需要知道问题类（在这里：https://dev59.com/60zSa4cB1Zd3GeqPrf-A）。 - R. Martinho Fernandes

我之前没有看到那个问题。需要了解Question接口的实现情况，无论是直接通过工厂还是通过某种配置文件。唯一的其他方法就是，如我所说，遍历类路径上的所有类并查看它们是否实现了Question接口。还要注意我的答案中有一个关于未完全构建的工厂的警告。它现在可能可以工作，但不能保证对象在未来（甚至在当前跨平台）的状态。 - Rob Heiser

Answer 3

如果从未加载类，则无法执行该类的静态初始化程序。

因此，您需要加载所有正确的类（这将很难，因为您不知道它们在编译时都是什么），或者消除对静态初始化程序的要求。

做后者的一种方法是使用 ServiceLoader。

使用 ServiceLoader，您只需将文件放置在 META-INF/services/package.Question 中并列出所有实现。您可以有多个这样的文件，一个文件对应一个 .jar 文件。这样，您可以轻松地将额外的 Question 实现与主程序分开提供。

在 QuestionFactory 中，您可以简单地使用 ServiceLodaer.load(Question.class) 来获取一个 ServiceLoader，它实现了 Iterable<Question> 并且可以像这样使用：

for (Question q : ServiceLoader.load(Question.class)) {
    System.out.println(q);
}

- Joachim Sauer

Answer 4

为了运行静态初始化程序，需要加载类。为此，您的“主”类必须依赖（直接或间接）于这些类，或直接或间接地导致它们被动态加载；例如使用Class.forName(...)。

我认为您正在尝试避免源代码中嵌入的依赖项。因此，静态依赖是不可接受的，使用硬编码类名调用Class.forName(...)也是不可接受的。

这留下了两个选择：

1.编写一些混乱的代码来迭代某个包中的资源名称，然后使用Class.forName(...)来加载那些看起来像您的类的资源。如果您的类路径复杂，则此方法很棘手，如果您的有效类路径包括具有远程URL的URLClassLoader，则此方法是不可能的（例如）。

2.创建一个文件（例如一个类加载器资源），其中包含要加载的类名列表，并编写一些简单的代码来读取该文件并使用Class.forName(...)来加载每个类。

- Stephen C