何时初始化具有默认方法的接口？

interface java java-8 default-method

2022-08-31 10:40:09

在初始化类之前，必须初始化其直接超类，但不会初始化该类实现的接口。同样，在初始化接口之前，接口的超接口不会初始化。

出于我自己的好奇心，我尝试了一下，正如预期的那样，界面没有初始化。InterfaceType

public class Example {
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        InterfaceType foo = new InterfaceTypeImpl();
        foo.method();
    }
}

class InterfaceTypeImpl implements InterfaceType {
    @Override
    public void method() {
        System.out.println("implemented method");
    }
}

class ClassInitializer {
    static {
        System.out.println("static initializer");
    }
}

interface InterfaceType {
    public static final ClassInitializer init = new ClassInitializer();

    public void method();
}

此程序打印

implemented method

但是，如果接口声明了一个方法，则确实会进行初始化。将给定的接口视为defaultInterfaceType

interface InterfaceType {
    public static final ClassInitializer init = new ClassInitializer();

    public default void method() {
        System.out.println("default method");
    }
}

然后上面的相同程序将打印

static initializer  
implemented method

换句话说，接口的字段被初始化（详细初始化过程中的步骤 9），并且正在初始化的类型初始值设定项被执行。这意味着接口已初始化。staticstatic

我在JLS中找不到任何东西来表明这应该发生。不要误会我的意思，我知道这应该发生在实现类没有为方法提供实现的情况下，但是如果它这样做呢？Java语言规范中是否缺少此条件，我是否遗漏了某些内容，或者我错误地解释了它？

答案 1

这是一个非常有趣的问题！

似乎JLS第12.4.1节应该明确地涵盖这一点。但是，Oracle JDK 和 OpenJDK（javac 和 HotSpot）的行为与此处指定的行为不同。特别是，本节中的示例 12.4.1-3 介绍了接口初始化。示例如下：

interface I {
    int i = 1, ii = Test.out("ii", 2);
}
interface J extends I {
    int j = Test.out("j", 3), jj = Test.out("jj", 4);
}
interface K extends J {
    int k = Test.out("k", 5);
}
class Test {
    public static void main(String[] args) {
        System.out.println(J.i);
        System.out.println(K.j);
    }
    static int out(String s, int i) {
        System.out.println(s + "=" + i);
        return i;
    }
}

其预期输出为：

1
j=3
jj=4
3

事实上，我得到了预期的输出。但是，如果将默认方法添加到接口，I

interface I {
    int i = 1, ii = Test.out("ii", 2);
    default void method() { } // causes initialization!
}

输出将更改为：

1
ii=2
j=3
jj=4
3

这清楚地表明接口正在以前没有的地方初始化！仅存在默认方法就足以触发初始化。默认方法不必被调用或重写，甚至不必提及，抽象方法的存在也不会触发初始化。I

我的推测是，HotSpot 实现希望避免将类/接口初始化检查添加到调用的关键路径中。在Java 8和默认方法之前，永远不会最终在接口中执行代码，因此没有出现这种情况。有人可能会认为这是类/接口准备阶段（JLS 12.3.2）的一部分，它初始化了方法表之类的东西。但也许这太过分了，意外地做了完全初始化。invokevirtualinvokevirtual

我在OpenJDK编译器开发邮件列表中提出了这个问题。Alex Buckley（JLS的编辑）回复了他，其中他提出了更多针对JVM和lambda实现团队的问题。他还指出，这里的规范中有一个错误，它说“T是一个类，并且调用了由T声明的静态方法”，如果T是一个接口，也应该适用。因此，这里可能同时存在规范和HotSpot错误。

披露：我在OpenJDK上为Oracle工作。如果人们认为这给了我一个不公平的优势，让我在这个问题上得到赏金，我愿意对此持灵活态度。

答案 2

接口未初始化，因为常量字段，由非常量值（方法调用）初始化，未在任何地方使用。InterfaceType.init

在编译时已知接口的常量字段不会在任何地方使用，并且接口不包含任何默认方法（在java-8中），因此不需要初始化或加载接口。

在以下情况下，接口将被初始化，

常量字段在代码中使用。
接口包含默认方法（Java 8）

如果是默认方法，则您正在实现。因此，If 将包含任何默认方法，它将在实现类时被继承（使用）。初始化将进入画面。InterfaceTypeInterfaceType

但是，如果您正在访问接口的常量字段（以正常方式初始化），则不需要接口初始化。

请考虑以下代码。

public class Example {
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        InterfaceType foo = new InterfaceTypeImpl();
        System.out.println(InterfaceType.init);
        foo.method();
    }
}

class InterfaceTypeImpl implements InterfaceType {
    @Override
    public void method() {
        System.out.println("implemented method");
    }
}

class ClassInitializer {
    static {
        System.out.println("static initializer");
    }
}

interface InterfaceType {
    public static final ClassInitializer init = new ClassInitializer();

    public void method();
}

在上述情况下，接口将被初始化并加载，因为您使用的是字段。InterfaceType.init

我没有给出默认的方法示例，因为您在问题中已经给出了这一点。

Java语言规范和示例在JLS 12.4.1中给出（示例不包含默认方法。

我找不到默认方法的JLS，可能有两种可能性

Java人忘了考虑默认方法的情况。（规范文档错误。
它们只是将默认方法引用为接口的非常量成员。（但没有提到哪里，再次规范文档错误。