Java 为什么对隐藏的静态方法强制执行返回类型协方差？

由于

Child

中

staticMethod

的

String

返回类型，此代码无法编译

class Parent {
    static void staticMethod() {    
    }
}

class Child extends Parent {
    static String staticMethod() {
        return null;
    }
}

我知道§8.4.8.3“覆盖和隐藏要求”中的JLS 8规定：

如果返回类型为R1的方法声明d1重写或隐藏 声明另一个返回类型为R2的方法d2，则d1必须为 d2的返回类型可替换（§8.4.5），或编译时错误 发生

---

我的问题是，在静态方法的特定情况下，这种编译时检查的动机是什么，一个例子表明，在编译过程中不进行这种验证会产生任何问题是理想的。

String

不是

void

的子类型。现在进入实际问题：

这种限制的关键是

静态

方法确实在

Java

中被继承，但不能被重写。如果我们必须找到编译时检查

静态

方法返回类型的动机，那么真正要问的问题是，为什么静态方法在Java中被继承，但不能被重写

答案很简单

静态

方法不能被

重写

，因为它们属于

类

，而不是

实例

。如果你想知道这背后的动机，你可以看看已经有一些答案的问题<允许继承代码>静态方法，因为在无数情况下，子类希望重用

静态

方法而不必重复相同的代码。考虑一个计算类实例数的CRUD示例：

class Parent {
   private static int instanceCount = 0;

   public Parent() {
       ++instanceCount;
   }

   public static int staticMethod() { 
       return instanceCount;   
   }

   //other non-static/static methods
}

class Child extends Parent {
    //.. other static/non-static methods
}

---

Parent

知道如何计算自己创建的

实例数
Child
是一个
Parent
，因此
Child
最好也知道如何计算自身的实例。如果未继承
静态
成员，则必须在
子
中复制
父
中的代码。
我认为编译器对待您的方式没有任何错误，无论您的方法是静态还是其他。文档中接下来的几行是：

此规则允许协变返回类型—在重写方法时优化方法的返回类型。
如果R1不是R2的子类型，则会出现编译时未检查警告
除非被SuppressWarnings注释（§9.6.3.5）抑制

清楚。R1必须是R2的子类型，就像
Integer
是另一个
Integer
或
Number
String
不是
void
的子类型

文档说明：“编译时未检查警告发生…”。但我注意到一个完整的编译错误正在等待

继承仍按预期工作。删除子方法，您就可以访问父方法，无论是静态的还是其他的。
这是Java中最奇怪的事情之一。假设我们有以下三节课

public class A
{
    public static Number foo(){ return 0.1f; }
}

public class B extends A
{
}

public class C
{
    static Object x = B.foo();    
}

假设所有3个类都来自具有不同发布计划的不同供应商

在编译
C
时，编译器知道方法
B.foo（）
实际上来自
A
，并且签名是
foo（）->Number
。但是，为调用生成的字节码不引用
A
；相反，它引用了方法
B.foo（）->Number
。请注意，返回类型是方法引用的一部分

当JVM执行此代码时，它首先在
B
中查找方法
foo（）->Number
；当找不到该方法时，将搜索直接超类
A
，依此类推<找到并执行code>A.foo（）

现在魔术开始了——B的供应商发布了新版本的B，它“覆盖”

a.foo

public class B extends A
{
    public static Number foo(){ return 0.2f; }
}

我们从B获得了新的二进制文件，然后再次运行我们的应用程序。（请注意，

C

的二进制文件保持不变；它没有针对新的

B

进行重新编译！）

C.x

现在在运行时是

0.2f

！！因为JVM这次搜索

foo（）->Number

的结果是

B

这个神奇的特性为静态方法增加了一定程度的活力。但老实说，谁需要这个功能呢？可能没人。这只会造成混乱，他们希望能够消除混乱

请注意，搜索方法只适用于单链父类-这就是为什么当Java8在接口中引入静态方法时，他们必须确定这些静态方法不是由子类型继承的

我们再往兔子洞里钻一点。假设B发布了另一个版本，带有“协变返回类型”

据B所知，这可以针对

A

进行编译。Java允许它，因为返回类型是“协变的”；这一特点相对较新； 以前，“重写”静态方法必须具有相同的返回类型

那么这次C.x将是什么？它是

0.1f

！因为JVM在

B

中找不到

foo（）->Number

；它可以在

A

中找到。JVM认为

（）->Number

和

（）->Integer

是两种不同的方法，可能是为了支持在JVM上运行的一些非Java语言

如果对最新的

B

重新编译

C

，则C的二进制文件将引用

B.foo（）->整数

；然后在运行时，

C.x

将为42

现在，B的供应商在听到所有投诉后，决定从B中删除

foo

，因为“覆盖”静态方法非常危险。我们从B中获取新的二进制文件，然后再次运行C（不重新编译C）-boom，运行时错误，因为在B或A中找不到

B.foo（）->Integer

整个混乱表明，允许静态方法具有“协变返回”是一种设计疏忽
public class B extends A
{
    public static Integer foo(){ return 42; }
}