Java中静态和非静态前向引用的内部工作答案

【问题标题】：Internal working of static and non-static forward references in JavaJava中静态和非静态前向引用的内部工作
【发布时间】：2018-06-12 10:26:58
【问题描述】：

我正在使用 Java 中的前向引用，想知道为什么 Java 允许使用 ClassName（在静态变量中）或 this 引用在实例变量的情况下进行前向引用？ 在 JVM 级别发生的后台进程是什么？例如：

静态前向参考-

class StaticForwardReferences {
    static {
        sf1 = 10;   // (1)
        int b = sf1 = 20;   // (2)
        int c = StaticForwardReferences.sf1; // (3) Works fine
        // Above statement allows the allocation of value of 'sf1'
        // to variable 'c' just because it is accessed with class name
        // instead of direct name

        // whereas below statement throws illegal forward reference
        // error at compile time
        System.out.println(sf1); // (4) Illegal forward reference
    }
    static int sf1 = sf2 = 30;
    static int sf2;

    public static void main(String[] args) {}
}

如果我们打印变量 @987654324 的值，是否有任何类型的临时存储，当我们通过在声明之前分配变量（如上面（1）和（2）步骤中所做的那样）进行前向引用时存储值@，它显示最近分配给sf1的值。

非静态前向引用-

class NonStaticForwardReferences {
    {
        nsf1 = 10;
        System.out.println(this.nsf1);  // 10
        nsf1 = sf1;
        // System.out.println(nsf1); Illegal forward reference
        int b = nsf1 = 20;

        int c = this.nsf1;
        System.out.println(c);  // 20
        // why variable 'c' is initialized to 20 when used with 'this' reference
        // instead of showing illegal forward reference, how it works in the background?
   }

   int nsf1 = nsf2 = 30;
   int nsf2;
   static int sf1 = 5;

   public static void main(String[] args) {}
}

请说明上述两种情况在幕后发生的后台进程。提前致谢！ :)

【问题讨论】：

标签： java static non-static forward-reference

【解决方案1】：

JLS, Section 8.3.3 说明了对静态变量（“类变量”）进行前向引用的条件是编译器错误，尽管它没有说明原因。

在使用后以文本形式出现的类变量的使用有时会受到限制，即使这些类变量在范围内（第 6.3 节）。具体来说，如果以下所有条件都为真，则为编译时错误：

类或接口 C 中的类变量声明在使用类变量后以文本形式出现；

在C的类变量初始化器或C的静态初始化器中使用简单名称；

用法不在作业的左侧；

C 是包含使用的最内层类或接口。

（斜体强调我的）

实例变量前向引用错误出现类似情况：

在使用后以文本形式出现声明的实例变量的使用有时会受到限制，即使这些实例变量在范围内。具体来说，如果以下所有条件都为真，则为编译时错误：

类或接口 C 中实例变量的声明在使用实例变量之后以文本形式出现；

在C的实例变量初始化器或C的实例初始化器中使用简单名称；

用法不在作业的左侧；

C 是包含使用的最内层类或接口。

（斜体强调我的）

在这两种情况下，使用简单的名称是这里的关键条件。这意味着使用不带任何限定符的变量，例如 this 或类名。这就是this.nsf1 在NonStaticForwardReferences 中工作的原因。如果删除this，则会发生错误。这也是为什么sf1 有错误而StaticForwardReferences.sf1; 没有错误的原因。

【讨论】：

感谢您的回答，但这不是我要求的。我知道 Java 中静态和非静态情况下的前向引用规则，但我问的是如果我使用类名或“this”引用时正在发生的内部过程。使用这两者时会发生什么，以及为什么我们能够实现（以某种方式）与“先声明”规则相矛盾的情况。
理由是这是一种安全措施，不会试图涵盖所有情况。

【解决方案2】：

Java 要求字段的声明必须在其在任何初始化程序中的使用之前发生如果该字段用于初始化程序中赋值的右侧，则表达式表达。这实质上意味着字段的声明必须发生在在初始化表达式中读取该字段的值。

当使用简单名称进行前向引用时，静态初始化块中的代码是也受制于上面讨论的先声明规则。

在实例初始化表达式中，关键字“this”和“super”可用于在实例初始化块中引用当前对象。

【讨论】：

感谢您的回答，但这不是我要求的。我知道 Java 中静态和非静态情况下的前向引用规则，但我问的是如果我使用类名或“this”引用时正在发生的内部过程。使用这两者时会发生什么，以及为什么我们能够实现（以某种方式）与“先声明”规则相矛盾的情况。

【解决方案3】：

禁止前向引用并不意味着变量在初始化时创建。 “后台进程”就是类和对象一次性分配，（静态）变量被赋予default values。（也就是说“零”：在实践中可能使用calloc 或memset 实现。）

前向引用规则是meant，以防止看到这些第一个值，尤其是对于据称只有一个值的final 变量。但是它们的存在是为了捕捉人为错误并且它们本身并不完美：只有常量变量才会发生初始化so early，默认值是不可观察的。显式指定 this 或类名是演示此效果的最简单方法。

【讨论】：