为什么java静态变量没有更新？

Question

我有一个名为Color的类，其中有三个静态对象（用同一个类本身实例化）和一个int类型（称为I）变量。当我运行这个类时，“I”变量在构造函数中是递增的，但它没有在内存中持久化，请在下面解释这个代码

package test;
public class Color
{
     public static  Color RED = new Color();
     public static final Color BLUE = new Color();
     public static final Color GREEN = new Color();
     static int i=0;

     Color(){
         System.out.println("Incrementing 'i'  here  "+(++i));
     }

     public static void main(String[] args) {
         System.out.println("The 'i' variable is not incremented here, it still shows '0' ,  'i' is: "+ Color.i );  // line 14 
        Color x = new Color();
        System.out.println(x.i);
    }
}

结果如下：

Incrementing 'i'  here  1
Incrementing 'i'  here  2
Incrementing 'i'  here  3
The 'i' variable is not incremented here, it still shows '0' ,  'i' is: 0
Incrementing 'i'  here  1
1

Answer 1

加载并链接一个类时，它的static字段都初始化为默认值。完成后，静态字段初始值设定项将按照它们在文件中出现的顺序执行，从而完成类的初始化。所有这些都发生在该类中定义的任何代码执行之前。所以这里发生的事情是：

1. RED、GREEN、BLUE和i被初始化为它们的默认值（null用于Color字段，0用于i）。请注意，这与任何初始值设定项无关
2. 执行字段RED（RED = new Color()）的初始值设定项。作为副作用，i增加到1
3. 执行字段BLUE的初始值设定项，并且i增加到2
4. 执行字段GREEN的初始值设定项，并且i增加到3
5. 执行static字段i的初始值设定项，并且i被赋值为0
6. 执行main()方法，并在main()开始执行时生成与i为0一致的结果

你可以在Chapter 12 of the Java Language Specification (JLS)和Chapter 5 of the Java Virtual Machine Specification中阅读这一切的血腥细节

只需将i的声明移到Color字段之前，即可获得预期的输出：

 static int i=0;
 public static  Color RED = new Color();
 public static final Color BLUE = new Color();
 public static final Color GREEN = new Color();

然后输出将是：

Incrementing 'i' here 1
Incrementing 'i' here 2
Incrementing 'i' here 3
The 'i' variable is not incremented here, it still shows '0' , 'i' is: 3
Incrementing 'i' here 4
4

注意final修饰符对这里的初始化顺序没有影响，因为GREEN和BLUE根据JLS中该术语的定义不是“常量变量”。常量变量（一个不幸的词对）是一个原语或String变量，它既是声明的final又初始化为常量表达式。在这种情况下，new Color()不是常量表达式，Color不是常量变量的合适类型。例如，见§4.12.4 of the JLS

Answer 2

类初始化从上到下进行。当我们初始化颜色时，我们会创建一种新的颜色。为了创建新颜色，我们还必须初始化颜色。这叫做递归初始化，系统所做的只是忽略递归初始化并执行new Color()。该类初始值设定项按以下顺序自上而下执行

1. public static Color RED = new Color();这将静态变量i设置为1

2. public static final Color BLUE = new Color();这将静态变量i增加到2

3. public static final Color GREEN = new Color();这将静态变量i增加到3

4. static int i=0;这将静态变量i设置回零

现在当主线程运行时。它将静态变量设置为0，并递增为1

作为反例，尝试将static int i=0替换为static Integer i=new Integer(0).。这将抛出一个NullPointerException。这是因为在类初始化时，当public static Color RED = new Color();执行时，它会将i视为null，因为那时我还没有初始化，导致NullPointerException