何时使用默认方法初始化接口？

当搜寻通过Java语言规范来回答这个问题，我学到的是

在初始化类之前，必须先初始化其直接超类，但不初始化由该类实现的接口。同样，在初始化接口之前，不会初始化接口的超级接口。

出于我自己的好奇心，我尝试了一下，并且未如预期的那样对接口InterfaceType进行了初始化。

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();
}

该程序打印

implemented method

但是，如果接口声明了一个default方法，则确实会发生初始化。考虑InterfaceType给定的接口

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，static接口的字段已初始化（详细初始化过程中的步骤9），并static执行了正在初始化的类型的初始化程序。这意味着接口已初始化。

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，我知道如果实现类没有提供该方法的实现，应该发生这种情况，但是如果实现了该怎么办？Java语言规范中是否缺少这种情况？我错过了什么吗？还是我误解了？

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）的行为不同于此处指定的行为。特别是，本节的示例12.4.1-3涵盖了接口初始化。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

实际上我得到了预期的输出。但是，如果将默认方法添加到interface I，

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

输出更改为：

1
ii=2
j=3
jj=4
3

这清楚地表明接口I正在被初始化！仅使用默认方法就足以触发初始化。默认方法不必被调用，重写或提及，抽象方法的存在也不会触发初始化。

我的猜测是，HotSpot实现希望避免在invokevirtual调用的关键路径中添加类/接口初始化检查。在Java 8和默认方法之前，invokevirtual永远不会在接口中执行代码，因此这没有发生。可能有人认为这是类/接口准备阶段（JLS 12.3.2）的一部分，该阶段初始化诸如方法表之类的东西。但这可能太过分了，而意外地进行了完全初始化。

我在OpenJDK编译器-dev邮件列表中提出了这个问题。Alex Buckley（JLS的编辑）收到了答复，他提出了针对JVM和lambda实现团队的更多问题。他还指出，规范中存在一个错误，该错误表明“ T是一个类，并且调用了T声明的静态方法”，如果T是接口，则也应适用。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。如果人们认为这给我带来了悬赏这个问题的不公平优势，那么我愿意对此灵活。

接口未初始化，因为InterfaceType.init由非常数值（方法调用）初始化的常数字段未在任何地方使用。

众所周知，在编译时，没有在任何地方使用接口的常量字段，并且该接口不包含任何默认方法（在Java-8中），因此无需初始化或加载该接口。

在以下情况下，接口将被初始化，

• 您的代码中使用了常数字段。
• 接口包含默认方法（Java 8）

对于默认方法，您正在实现InterfaceType。因此，如果InterfaceType将包含任何默认方法，则它将在实现类中继承（使用）。和初始化将成为图片。

但是，如果您要访问接口的常量字段（以常规方式初始化），则不需要接口初始化。

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，由于您正在使用，接口将被初始化并加载InterfaceType.init。

我没有提供默认方法示例，因为您已经在问题中给出了该示例。

JLS 12.4.1中给出了Java语言规范和示例（示例不包含默认方法。）

我找不到用于默认方法的JLS，可能有两种可能性

• Java人忘记考虑默认方法的情况。（规范文档错误。）
• 他们只是将默认方法称为接口的非恒定成员。（但没有提到，再次出现了规范文档错误。）

所述instanceKlass.cpp从OpenJDK的文件中包含的初始化方法InstanceKlass::initialize_impl对应于详细初始化过程在JLS，其类似地在所找到的初始化在JVM规格部分。

它包含一个新步骤，该步骤在JLS和代码中引用的JVM书中都没有提及：

// refer to the JVM book page 47 for description of steps
...

if (this_oop->has_default_methods()) {
  // Step 7.5: initialize any interfaces which have default methods
  for (int i = 0; i < this_oop->local_interfaces()->length(); ++i) {
    Klass* iface = this_oop->local_interfaces()->at(i);
    InstanceKlass* ik = InstanceKlass::cast(iface);
    if (ik->has_default_methods() && ik->should_be_initialized()) {
      ik->initialize(THREAD);
    ....
    }
  }
}

因此，此初始化已作为新的7.5 明确实现。这表明该实现遵循某些规范，但似乎网站上的书面规范尚未相应更新。

编辑：作为参考，提交（从2012年10月开始！）中的相应步骤已包含在实现中：http : //hg.openjdk.java.net/jdk8/build/hotspot/rev/4735d2c84362

EDIT2：巧合的是，我在热点中找到了有关默认方法的此文档，该文档的末尾包含一个有趣的注释：

3.7其他

因为接口现在包含字节码，所以我们必须在初始化实现类时对它们进行初始化。

我将尝试说明接口初始化不应引起子类型所依赖的任何副作用，因此，无论这是否是错误，还是Java修复的任何方式，都无所谓顺序接口初始化的应用程序。

在a的情况下class，它会引起子类所依赖的副作用是众所周知的。例如

class Foo{
    static{
        Bank.deposit($1000);
...

任何的子类Foo都会希望他们在银行中的子类代码中的任何位置看到$ 1000。因此，超类在子类之前被初始化。

我们是否也应该对超级界面做同样的事情？不幸的是，超级接口的顺序并不重要，因此没有明确定义的顺序来初始化它们。

因此，我们最好不要在接口初始化中建立这种副作用。毕竟，interface我们并不为了方便起见而将这些功能（静态字段/方法）用于这些功能。

因此，如果我们遵循该原则，那么对顺序接口进行初始化的情况就不用担心了。