Java 为什么在静态初始值设定项中使用lambda的并行流会导致死锁？

我遇到了一个奇怪的情况，在静态初始值设定项中使用带有lambda的并行流似乎要花费很长时间，而且没有CPU利用率。代码如下：

class Deadlock {
    static {
        IntStream.range(0, 10000).parallel().map(i -> i).count();
        System.out.println("done");
    }
    public static void main(final String[] args) {}
}

这似乎是此行为的最小复制测试用例。如果我：

• 将块放在main方法中，而不是静态初始值设定项中
• 删除并行化，或
• 拆下lambda

代码立即完成。有人能解释这种行为吗？这是一个bug还是有意的

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我正在使用OpenJDK版本1.8.0_66-internal。

我发现了一个非常类似的案例（）的错误报告，Stuart Marks以“非问题”结束了该案例：

这是一个类初始化死锁。测试程序的主线程执行类静态初始化器，该初始化器设置类的初始化进行中标志；此标志保持设置状态，直到静态初始值设定项完成。静态初始值设定项执行并行流，这将导致在其他线程中计算lambda表达式。这些线程阻塞等待类完成初始化。但是，主线程在等待并行任务完成时被阻塞，导致死锁

应更改测试程序，以将并行流逻辑移到类静态初始值设定项之外。关闭不是一个问题

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我找到了另一个关于该（）的bug报告，Stuart Marks也以“非问题”结尾：

这是一个死锁，因为Fruit枚举的静态初始值设定项与类初始化交互不好

有关类初始化的详细信息，请参阅Java语言规范第12.4.2节

简而言之，发生的情况如下

主线程引用水果类并启动初始化过程。这将设置initialization in progress标志并在主线程上运行静态初始值设定项

静态初始值设定项在另一个线程中运行一些代码，并等待它完成。本例使用并行流，但这与流本身无关。以任何方式在另一个线程中执行代码，并等待该代码完成，都将具有相同的效果

另一个线程中的代码引用了水果类，该类检查初始化进行中标志。这会导致另一个线程阻塞，直到清除该标志为止。（参见JLS 12.4.2中的步骤2。）

主线程在等待另一个线程终止时被阻塞，因此静态初始值设定项永远不会完成。由于初始化进行中标志直到静态初始值设定项完成后才会清除，因此线程处于死锁状态

要避免此问题，请确保类的静态初始化快速完成，而不会导致其他线程执行要求此类完成初始化的代码

关闭不是一个问题

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请注意，对于这种情况。

对于那些想知道引用

Deadlock

类本身的其他线程在哪里的人，Java lambda的行为与您编写的类似：

public class Deadlock {
    public static int lambda1(int i) {
        return i;
    }
    static {
        IntStream.range(0, 10000).parallel().map(new IntUnaryOperator() {
            @Override
            public int applyAsInt(int operand) {
                return lambda1(operand);
            }
        }).count();
        System.out.println("done");
    }
    public static void main(final String[] args) {}
}

对于常规匿名类，没有死锁：

public class Deadlock {
    static {
        IntStream.range(0, 10000).parallel().map(new IntUnaryOperator() {
            @Override
            public int applyAsInt(int operand) {
                return operand;
            }
        }).count();
        System.out.println("done");
    }
    public static void main(final String[] args) {}
}

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2015年4月7日，对该问题有一个很好的解释。它是可用的，但它是用俄语编写的（我建议无论如何都要检查代码示例——它们是国际性的）。一般的问题是类初始化期间的锁

以下是文章中的一些引文：

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根据，每个类都有一个在初始化期间捕获的唯一初始化锁。当其他线程在初始化期间尝试访问此类时，它将被锁定，直到初始化完成。当类同时初始化时，可能会出现死锁

我写了一个简单的程序来计算整数的和，它应该打印什么

public class StreamSum {
    static final int SUM = IntStream.range(0, 100).parallel().reduce((n, m) -> n + m).getAsInt();

    public static void main(String[] args) {
        System.out.println(SUM);
    }
} 

现在删除

parallel（）

或将lambda替换为

Integer:：sum

调用-会有什么变化

这里我们再次看到死锁[在本文前面的类初始值设定项中有一些死锁示例]。由于

parallel（）

流操作在单独的线程池中运行。这些线程尝试执行lambda body，它作为

StreamSum

类中的

private static

方法以字节码编写。但是在类静态初始值设定项完成之前不能执行此方法，该初始化项将等待流完成的结果

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更令人兴奋的是：这段代码在不同的环境中工作方式不同。它将在单CPU机器上正常工作，并且很可能挂起在多CPU机器上。这种差异来自Fork-Join池实现。您可以自己更改参数

-Djava.util.concurrent.ForkJoinPool.common.parallelism=N

，范围为（0，1），程序正常终止。具有（0，2）或更高的挂起。类似问题：实际上是完全相同的问题/问题，只是具有不同的API。您正在尝试在后台线程中使用类，当您尚未完成类的初始化，因此无法在后台线程中使用时。@Solomonoff的cret as

i->i

不是方法引用，而是在死锁类中实现的

静态方法。如果用
Function.identity（）
替换
i->i
，则此代码应该可以。@Solomonoff's确认这是一个实现选择。lambda中的代码必须放在某个地方。Javac将其编译成包含类中的静态方法（类似于本例中的
lambda1
i）。将每个lambda放在自己的类中会花费相当大的成本。@StuartMarks如果lambda创建了一个实现函数接口的类，那么将lambda的实现放在自己的类中不是同样有效吗