静的フィールドの初期化タイミングについて

Question

下記ソースの出力が A.call1 => False であることから、静的フィールドの初期化タイミングはフィールドの種別やクラスの依存関係によって優先度が異なることが分かります。

class A {
    public static bool call3 = B.call4;
    public static bool call1 = B.call2;
}

 class B {
    public static bool call4 = C.call5;
    public static bool call2 = A.call3;
}

class C {
    public static bool call5 = true;
}

class Program {
    static void Main(string[] args) {

        Console.WriteLine("A.call1 => " + A.call1); // False
        Console.ReadLine();
    }
}

MSDNではこれらのスコアリングルールについて一切言及していません。
フィールドの初期化優先度はどのように決定しますか？

検証環境

.NET 5.0
Visual Studio 2019 Community
Windows 10

Comments

[KOZ6.0]

「静的コンストラクター (C# プログラミング ガイド)」
https://docs.microsoft.com/ja-jp/dotnet/csharp/programming-guide/classes-and-structs/static-constructors
この中に
「静的フィールド変数初期化子が静的コンストラクターのクラスに存在する場合、
それらは、クラス宣言に出現するテキストの順序で実行されます。 」
という記述があります。

[stackover]

完全に理解できました。
ありがとうございます。

Answer 1

既に解決済みみたいですが、全くわかりませんでした。Cから先に宣言してみても結果変わらず。

実行順序がわかりやすくなるように少し手を加えてみました。

https://dotnetfiddle.net/uXPjY2

using System;

static class C {
	static C() {}
    public static bool call5 = Program.F(true, "C.call5");
}

static class B {
	static B() {}
    public static bool call4 = Program.F(C.call5, "B.call4");
    public static bool call2 = Program.F(A.call3, "B.call2");
}

static class A {
	static A() {}
    public static bool call3 = Program.F(B.call4, "A.call3");
    public static bool call1 = Program.F(B.call2, "A.call1");
}

public class Program
{
	public static void Main()
	{
		Console.WriteLine("A.call1 => " + A.call1); // False
	}
	
	public static bool F(bool b, string s)
	{
		Console.WriteLine(s);
		return b;
	}
}

実行結果

C.call5
B.call4
B.call2
A.call3
A.call1
A.call1 => False

IL 逆コンパイル結果

https://sharplab.io/#v2:C4LglgNgNAJiDUAfAAgJgIwFgBQPnoDYACNIgQSIG8cjaSBmEwogIwHs2IiBjAQwgiMAvEQBCAOj4CALAG4adZI3zF2nHvwjoiIiVIip52AL448zUqKoLaSpqo5d90nUQDCkzQFYjdBvdZHDQFUVzJPAXojU1xsFRJQt2tsPzt4tSdvV2AAJwBXAFNoszjlUPwAdhxqbABINFQcWpra+vQATgAKACJw/W0hAD4ibqJ4cgitAEpZIgB6OaIAMX4AZwKmmOMgA

C#仕様書

15.5.6.2 Static field initialization
15.12 Static constructors

https://www.ecma-international.org/wp-content/uploads/ECMA-334_5th_edition_december_2017.pdf

Comments

[stackover]

下記コードで示すように、それぞれの値までトレースすると理解が捗りました。
```csharp
public static bool F(bool b, string s) {
Console.WriteLine(s + " => " + b);
return b;
}

// C.call5 => True
// B.call4 => True
// B.call2 => False
// A.call3 => True
// A.call1 => False
```

ログを見る限りでは、フィールドが個々に初期化されるわけではなく、クラスが参照された時点で順次静的フィールドが初期化されるみたいです。

少し掘り下げて説明すると、呼び出し順序でいうとクラスAの初期化開始が先ですが、Aの初期化が完了する前に依存クラスBを初期化しようとしてしまい、B.call2 が A.call3 を参照したときはまだ値が入っていない訳ですね。

[tor4kichi]

寝起きの頭で整理したら納得いきました。補足ありがとうございました！

[stackover]

MSDNの説明だけでは到底理解できない内容ですよね。
私も実際の挙動を確認してやっと理解できました。

Answer 2

「静的コンストラクター (C# プログラミング ガイド)」

https://docs.microsoft.com/ja-jp/dotnet/csharp/programming-guide/classes-and-structs/static-constructors
この中に
「静的フィールド変数初期化子が静的コンストラクターのクラスに存在する場合、
それらは、クラス宣言に出現するテキストの順序で実行されます。 」
という記述があります。

Thanks. KOZ6.0.