Почему String toCharArray не использует Arrays.copyOf?

Я сделал тест по этому поводу. Ниже приведены работы, которые я сделал:

1. Получите исходный код String.java от JDK.

2. Измените его метод toCharArray, чтобы использовать Arrays.copyOf.

   как это:

   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. скомпилируйте этот модифицированный String и сохраните его обратно в файл JRE rt.jar.

4. Напишите простой Java-код HelloWorld.

5. Скомпилируйте и запустите код с помощью программы java.

И наконец, я получаю вот что:

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)

Мы видим, что это действительно ошибка initialization. И поскольку System.initProperties - это нативный метод, я не могу проверить его код.

Однако мы можем догадаться, почему это могло произойти:

1. System.initProperties должен обрабатывать некоторые строки при инициализации свойств системы.
2. И во время инициализации он может вызвать String.toCharArray для получения массивов символов из этих строк.
3. Строки вызывают Arrays.copyOf, но в этот момент и на этот раз Arrays не был загружен / инициализирован.
4. В отличие от запуска кода Java, собственный код не запрашивает class initializing request (я не уверен в этом, сообщите мне, если я ошибаюсь !!), и это приведет к NullPointerException и завершению работы виртуальной машины.

2018.04.10 Обновление.

Хочу поблагодарить @Radiodef за подсказку. Но когда я попытался войти в коды C++, меня остановило так много путей выполнения, с которыми я не мог справиться без запуска или отладки JVM OpenJDK.

А потом я изменил свою стратегию. Я сделал еще несколько тестов на основе вышеизложенного, которые я делал в течение нескольких дней.

На этот раз я не собираюсь использовать Arrays.copyOf с String.toCharArray, вместо этого я пытаюсь выяснить, какие коды будут вызывать метод toCharArray при инициализации JVM.

Итак, я модифицирую String, добавляя к нему две статические переменные:

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

В котором count используется для подсчета вызовов toCharArray, logs используется для хранения трассировки стека этих вызовов.

В методе toCharArray:

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;
}

После этого я снова компилирую String и сохраняю его обратно в rt.jar.

Затем я пишу тестовую программу для печати count и трассировки стека вызовов:

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);
}

Мы не можем получить доступ к String.count & String.logs непосредственно в наших кодах, поскольку компилятор (javac) не распознает эти поля и вызовет ошибку компиляции. Вот почему я использую для этого рефлексию.

Запустите программу, которую мы только что написали, и результат будет:

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)

Какой длинный список призывов. Однако он более ясен, чем предыдущий тест. Мы ясно видим, какие классы вызывают toCharArray.