在静态变量中引用子类

Question

Intellij 检查工具警告在静态变量中引用子类不是一个好的做法，因为它可能会导致死锁。使用以下文字：

此检查报告的类引用了它们自己的子类 它们的静态初始值设定项或静态字段中。此类参考文献可以 在多线程环境中导致 JVM 级死锁，当一个 线程尝试加载超类，另一个线程尝试加载 同时子类化。

以下示例说明：

class Generator {

    public static Generator fiveGenerator = new FixedGenerator(5);

    public static Generator sixGenerator = new FixedGenerator(6);

    int generateNumber() {
        //some generation code
        return 1;
    }

    private static class FixedGenerator
            extends Generator {

        FixedGenerator(int num) {
            this.num = num;
        }

        @Override
        int generateNumber() {
            return this.num;
        }

        private int num;
    }
}

请注意：

• FixedGenerator

  课程是而且应该是私人的。

• fiveGenerator

  和

  sixGenerator

  是并且应该是公开的。

对此我有两个问题：

• 这是一种不好的做法吗？为什么？这怎么会造成死锁呢？

• 等效代码实现该功能的正确方法是什么？

Answer 1

这段代码不会导致任何死锁。
死锁和并发有关，你没有并发。
你可能有一个初始化问题，但你也不会，因为你没有循环，因为

FixedGenerator()

调用

Generator()

但

Generator()

不调用

FixedGenerator()

。

这是一种不好的做法吗？

这是因为类不应该引用/知道它们的子类。

等效代码实现该功能的正确方法是什么？

您可以避免私有类中的继承。
作为替代方案，您可以选择组合而不是继承。

Answer 2

在超类的静态初始化器中引用子类确实会在 JVM 中造成死锁。这个问题很久以前就被报告过，并被关闭为“不是错误”或“无法修复”，请参阅：

• https://bugs.openjdk.org/browse/JDK-4295661
• https://bugs.openjdk.org/browse/JDK-6301579

Java 1.2 和 1.4 报告了该问题，但在最新的 JVM 中仍然会出现该问题。例如，以下代码在 Java 8、11、17 和 21 中始终挂起：

public class Test {

    public static void main(String[] args) {
        List<Thread> threads = new ArrayList<>();
        for (String classname : new String[]{"A", "B", "C", "D", "E"}) {
            threads.add(new Thread(() -> {
                try {
                    Class<?> cls = Class.forName(classname);
                    System.out.println(cls.getName() + " initialized");
                } catch (Exception e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }));
        }

        threads.forEach(Thread::start);
    }
}

class A {
    static B b = new B();
    static C c = new C();
    static D d = new D();
    static E e = new E();
}

class B extends A {}
class C extends A {}
class D extends A {}
class E extends A {}

如果没有同时访问类层次结构，JVM 将不会挂起。