在 java.lang.String.toCharArray 的 JDK 源码中，它没有使用 Arrays.copyOf 来实现这一点，它说:

Cannot use Arrays.copyOf because of class initialization order issues

什么是“类初始化顺序问题”？

public char[] toCharArray() {
    // Cannot use Arrays.copyOf because of class initialization order issues
    char result[] = new char[value.length];
    System.arraycopy(value, 0, result, 0, value.length);
    return result;
}

最佳答案

我对此进行了测试。以下是我做过的作品:

1. 从JDK中获取String.java的源代码。

2. 修改其 toCharArray 方法以使用 Arrays.copyOf。

   像这样:

   public char[] toCharArray() {
       // Cannot use Arrays.copyOf because of class initialization order issues
       /*char result[] = new char[value.length];
       System.arraycopy(value, 0, result, 0, value.length);
       return result;*/
       return Arrays.copyOf(value, value.length);
   }
   

3. 编译这个修改后的String，并将其保存回JRE的rt.jar。

4. 编写一个简单的 HelloWorld Java 代码。

5. 使用java程序编译并运行代码。

最后，我明白了:

PS D:\> & 'C:\Program Files (x86)\Java\jdk1.8.0_121\jre\bin\java.exe' StringTest
Error occurred during initialization of VM
java.lang.NullPointerException
    at java.util.Hashtable.remove(Hashtable.java:491)
    at java.lang.System.initProperties(Native Method)
    at java.lang.System.initializeSystemClass(System.java:1166)

我们可以看到确实存在 initialization 错误。而且因为 System.initProperties 是一个本地方法，我无法检查它的代码。

但是，我们可以猜测为什么会发生这种情况:

1. System.initProperties 在初始化系统属性时需要处理一些字符串。
2. 在进行初始化时，它可能会调用 String.toCharArray 从这些字符串中获取字符数组。
3. 字符串调用Arrays.copyOf，但此时&此时，Arrays还没有被加载/初始化。
4. 与运行 Java 代码不同， native 代码不会要求 类初始化请求(对此我不确定，如果我错了请告诉我!!)，并且这将导致 NullPointerException 并使 VM 退出。

2018.04.10 更新。

感谢@Radiodef 的提示。但是当我尝试进入 C++ 代码时，我被如此多的执行路径所阻止，如果不运行或调试 OpenJDK 的 JVM，我将无法处理。

然后，我改变了策略。我在上面做了几天的测试。

这一次，我不打算将 Arrays.copyOf 与 String.toCharArray 一起使用，而是尝试找出哪些代码会调用 toCharArray JVM 初始化时的方法。

所以我修改String，给它添加两个静态变量:

public static int count;
public static Throwable[] logs = new Throwable[10000];

其中count用于统计toCharArray的调用次数，logs用于保存这些调用的堆栈轨迹。

在toCharArray方法中:

public char[] toCharArray() {
    if (count < logs.length) {
        try {
            throw new RuntimeException();
        } catch (Throwable e) {
            logs[count] = e;
        }
    }
    count++;

    // Cannot use Arrays.copyOf because of class initialization order issues
    char result[] = new char[value.length];
    System.arraycopy(value, 0, result, 0, value.length);
    return result;
}

完成这些后，我再次编译 String 并将其保存回 rt.jar。

然后，我编写了一个测试程序来打印 count 并调用堆栈跟踪:

Class<String> clazz = String.class;
Field count = clazz.getDeclaredField("count");
System.out.println(count.getInt(null));
Field logs = clazz.getDeclaredField("logs");
Throwable[] arr = (Throwable[]) logs.get(null);
for (Throwable e : arr) {
    if (e != null)
        e.printStackTrace(System.out);
}

我们不能直接在我们的代码中访问String.count & String.logs，因为编译器(javac)不能识别这些字段，会导致编译错误。这就是我使用反射方式来执行此操作的原因。

运行我们刚刚写的程序，结果会是:

525
java.lang.RuntimeException
    at java.lang.String.toCharArray(String.java:2889)
    at sun.nio.cs.ext.GBK.initb2c(Unknown Source)
    at sun.nio.cs.ext.GBK.newDecoder(Unknown Source)
    at java.lang.StringCoding$StringDecoder.<init>(Unknown Source)
    at java.lang.StringCoding$StringDecoder.<init>(Unknown Source)
    at java.lang.StringCoding.decode(Unknown Source)
    at java.lang.String.<init>(String.java:414)
    at java.lang.String.<init>(String.java:479)
    at java.lang.System.initProperties(Native Method)
    at java.lang.System.initializeSystemClass(Unknown Source)

......

java.lang.RuntimeException
    at java.lang.String.toCharArray(String.java:2889)
    at sun.net.www.ParseUtil.encodePath(Unknown Source)
    at sun.misc.URLClassPath$FileLoader.getResource(Unknown Source)
    at sun.misc.URLClassPath.getResource(Unknown Source)
    at java.net.URLClassLoader$1.run(Unknown Source)
    at java.net.URLClassLoader$1.run(Unknown Source)
    at java.security.AccessController.doPrivileged(Native Method)
    at java.net.URLClassLoader.findClass(Unknown Source)
    at java.lang.ClassLoader.loadClass(Unknown Source)
    at sun.misc.Launcher$AppClassLoader.loadClass(Unknown Source)
    at java.lang.ClassLoader.loadClass(Unknown Source)
    at sun.launcher.LauncherHelper.checkAndLoadMain(Unknown Source)

多么长的调用列表啊。但是，它比以前的测试更清楚。我们可以清楚地看到哪些类调用了 toCharArray。

关于java - 为什么 String toCharArray 不使用 Arrays.copyOf？，我们在Stack Overflow上找到一个类似的问题： https://stackoverflow.com/questions/49715328/