NullReferenceException от статического одноплодной инициализации встроенного

Question

По this question должно быть гарантировано, что статические поля, которые я использую инициализируются:

10.4.5.1 Статическая инициализация поля:

статическое поле инициализаторы переменных одного класса соответствуют a последовательность присвоений, которые выполняются в текстовом порядке в , которые они отображаются в объявлении класса. Если в классе существует статический конструктор (раздел 10.11), выполнение статического поля инициализаторы происходит непосредственно перед выполнением этого статического конструктора . В противном случае инициализаторы статического поля выполняются на времени, зависящего от реализации, до первого использования статического поля этого класса.

Я столкнулся с странным случаем, когда это не похоже на правду. У меня есть два класса, которые имеют круговую зависимость друг от друга и где вызывается NullReferenceException.

Я был в состоянии воспроизвести этот вопрос в следующем упрощенном сэмпл, имеет вид:

public class SessionManager 
{ 
    //// static constructor doesn't matter 
    //static SessionManager() 
    //{ 
    // _instance = new SessionManager(); 
    //} 

    private static SessionManager _instance = new SessionManager(); 
    public static SessionManager GetInstance() 
    { 
     return _instance; 
    } 

    public SessionManager() 
    { 
     Console.WriteLine($"{nameof(SessionManager)} constructor called"); 
     this.RecoverState(); 
    } 

    public bool RecoverState() 
    { 
     Console.WriteLine($"{nameof(RecoverState)} called"); 
     List<SessionInfo> activeSessionsInDb = SessionManagerDatabase.GetInstance().LoadActiveSessionsFromDb(); 
     // ... 
     return true; 
    } 

    public List<SessionInfo> GetAllActiveSessions() 
    { 
     Console.WriteLine($"{nameof(GetAllActiveSessions)} called"); 
     return new List<SessionInfo>(); 
    } 
} 

public class SessionManagerDatabase 
{ 
    //// static constructor doesn't matter 
    //static SessionManagerDatabase() 
    //{ 
    // _instance = new SessionManagerDatabase(); 
    //} 

    private static readonly SessionManagerDatabase _instance = new SessionManagerDatabase(); 
    public static SessionManagerDatabase GetInstance() 
    { 
     return _instance; 
    } 

    public SessionManagerDatabase() 
    { 
     Console.WriteLine($"{nameof(SessionManagerDatabase)} constructor called"); 
     Synchronize(); 
    }   

    public void Synchronize() 
    { 
     Console.WriteLine($"{nameof(Synchronize)} called"); 
     // NullReferenceException here 
     List<SessionInfo> memorySessions = SessionManager.GetInstance().GetAllActiveSessions(); 
     //... 
    } 

    public List<SessionInfo> LoadActiveSessionsFromDb() 
    { 
     Console.WriteLine($"{nameof(LoadActiveSessionsFromDb)} called"); 
     return new List<SessionInfo>(); 
    } 
} 

public class SessionInfo 
{ 
} 

проблема все еще остается, если раскомментировать статические конструктор, как предложено в других question. Используйте этот код, чтобы получить TypeInitializationException с NullRefernceException как InnerException в Synchronize на SessionManager.GetInstance().GetAllActiveSessions():

static void Main(string[] args) 
{ 
    try 
    { 
     var sessionManagerInstance = SessionManager.GetInstance(); 
    } 
    catch (TypeInitializationException e) 
    { 
     Console.WriteLine(e); 
     throw; 
    } 
} 

Консоль вывода:

SessionManager constructor called 
RecoverState called 
SessionManagerDatabase constructor called 
Synchronize called 
System.TypeInitializationException: Der Typeninitialisierer für "SessionManager" hat eine Ausnahme verursacht. ---> System.TypeInitializationException: Der Typeninitialisierer für "SessionManagerDatabase" hat eine Ausnahme verursacht. ---> System.NullReferenceException: Der Objektverweis wurde nicht auf eine Objektinstanz festgelegt. 
    bei ConsoleApplication_CSharp.Program.SessionManagerDatabase.Synchronize() in ...... 
    bei ConsoleApplication_CSharp.Program.SessionManagerDatabase..ctor() in ...... 
    bei ConsoleApplication_CSharp.Program.SessionManagerDatabase..cctor() in ...... 
    --- Ende der internen Ausnahmestapelüberwachung --- 
    bei ConsoleApplication_CSharp.Program.SessionManagerDatabase.GetInstance() 
    bei ConsoleApplication_CSharp.Program.SessionManager.RecoverState() in ...... 
    bei ConsoleApplication_CSharp.Program.SessionManager..ctor() in ..... 
    bei ConsoleApplication_CSharp.Program.SessionManager..cctor() in ...... 
    --- Ende der internen Ausnahmestapelüberwachung --- 
    bei ConsoleApplication_CSharp.Program.SessionManager.GetInstance() 
    bei ConsoleApplication_CSharp.Program.Main(String[] args) in ...... 

Я понимаю, что есть какая-то круговая зависимость здесь (в исходном коде не так очевидно), но я до сих пор не понимаю, почему код не инициализирует синглтоны. Что было бы лучшим подходом для этого случая использования, кроме избежания круговых зависимостей?

Answer 1

Посмотрите на IL:

IL_0001: newobj  instance void SO.Program/SessionManager::.ctor() 
IL_0006: stsfld  class SO.Program/SessionManager SO.Program/SessionManager::_instance 

Здесь вы видите, что вызов статического конструктора два этапа. Сначала он инициализирует новый экземпляр, а затем назначает его. Это означает, что когда вы выполняете межсетевые вызовы, которые зависят от существования экземпляра, вы застреваете. Он все еще находится в середине создания экземпляра. После этого его можно назвать.

Вы можете избавиться от этого, создав статический метод Initialize, который выполняет вызов.

Попробуйте это:

static SessionManager() 
{ 
    _instance = new SessionManager(); 

    _instance.RecoverState(); 
} 

static SessionManagerDatabase() 
{ 
    _instance = new SessionManagerDatabase(); 

    _instance.Synchronize(); 
} 

Answer 2

Вы бросаясь шагами и у вас есть какое-то рекурсия происходят:

1. SessionManager _instance = new SessionManager(); эта строка вызывает некоторые методы, которые заканчиваются вызовом SessionManagerDatabase.GetInstance()

2. Это также делает то же самое и заканчивается обращением к SessionManager.GetInstance()

3. Это вызывает проблему, поскольку она требует действительного значения, содержащегося в переменной _instance в SessionManager, но в этот момент вы на самом деле не закончили цепочку вызовов методов для того, чтобы дать правильное значение для _instance тем самым вызывая NullReferenceException.

Answer 3

Что происходит в вашем примере, так это то, что конструктор экземпляра вызывается во время инициализации статического поля согласно спецификации. Но конструктор терпит неудачу с NullReferenceExeption, потому что он пытается получить ссылку на _instance вызовом GetInstance(). Обратите внимание, что _instance еще не инициализирован - процесс инициализации находится в процессе. Следовательно, конструктор экземпляра выходит из строя из-за проблемы выше и поэтому не создает/инициализирует поле _instance. Поэтому коротко вы должны попытаться получить статический _instance из вашего конструктора экземпляра.

Answer 4

Если вы посмотрите на это: private static SessionManager _instance = new SessionManager(), он имеет два важных шага.

1.- Initialization (new SessionManager()). 
2.- The asignation(_instance = the obj). 

Если вы попытаетесь использовать _instance перед присвоением (как и вы), оно равно null. И это твоя NRE. Вы можете разбить этот обратный вызов, разделив поведение конструктора следующим образом:

public class SessionManager 
{ 
    private static SessionManager _instance; 

    static SessionManager() { 
     _instance = new SessionManager(); 
     _instance.RecoverState(); 
    } 

    public static SessionManager GetInstance() 
    { 
     return _instance; 
    } 

    public SessionManager() 
    { 
     Console.WriteLine($"{nameof(SessionManager)} constructor called"); 
     // remove RecoverState() call 
    }