Отражение GetValue статического поля с круговой зависимостью возвращает значение null

Проблема

Проблема не имеет ничего общего с Reflection, а связана с круговой зависимостью между двумя инициализаторами статических полей и порядком их выполнения.

Рассмотрим следующий фрагмент:

var b = MainType.Two;
var a = SubType.Two;
Debug.Assert(a == b); // Success

Теперь поменяем местами первые две строки:

var a = SubType.Two;
var b = MainType.Two;
Debug.Assert(a == b); // Fail! b == null

Так что же здесь происходит? Посмотрим:

1. Код пытается получить доступ к статическому полю SubType.Two в первый раз.
2. Статический инициализатор запускает и выполняет конструктор SubType.
3. Поскольку SubType наследуется от MainType, конструктор MainType также выполняет и запускает статическую инициализацию MainType.
4. Статический инициализатор поля MainType.Two пытается получить доступ к SubType.Two. Так как статические инициализаторы выполняются только один раз, а тот, что для SubType.Two уже выполняется (ну не совсем, он в данный момент выполняется, но считается таковым), он просто возвращает текущее значение поля (null на тот момент) которое потом сохраняется в MainType.Two и будет возвращаться дальнейшими запросами на доступ к полю.

Короче говоря, правильная работа такого дизайна действительно зависит от порядка внешнего доступа к полям, поэтому неудивительно, что иногда он работает, иногда нет. К сожалению, это то, что вы не можете контролировать.

Как исправить

По возможности избегайте таких зависимостей статических полей. Вместо этого используйте статические свойства только для чтения. Они дают вам полный контроль, а также позволяют устранить дублирование полей (в настоящее время у вас есть 2 разных поля, которые содержат одно и то же значение).

Вот эквивалентный дизайн без таких проблем (с использованием C # 6.0):

public class MainType
{
    public static MainType One { get; } = new MainType();
    public static MainType Two => SubType.Two;
}

public sealed class SubType : MainType
{
    public new static SubType Two { get; } = new SubType();
}

Конечно, это потребует изменения вашего кода отражения, чтобы использовать GetProperties вместо GetFields, но я думаю, что оно того стоит.

Обновление. Еще один способ решить проблему — переместить статические поля во вложенные абстрактные классы-контейнеры:

public class MainType
{
    public abstract class Fields
    {
        public static readonly MainType One = new MainType();
        public static readonly MainType Two = SubType.Fields.Two;
    }
}

public sealed class SubType : MainType
{
    public new abstract class Fields : MainType.Fields
    {
        public new static readonly SubType Two = new SubType();
    }
}

Теперь оба теста завершены успешно:

var a = SubType.Fields.Two;
var b = MainType.Fields.Two;
Debug.Assert(a == b); // Success

и

var b = MainType.Fields.Two;
var a = SubType.Fields.Two;
Debug.Assert(a == b); // Success

Это связано с тем, что классы-контейнеры, за исключением того, что они содержатся в них, не имеют никакого отношения к типам статических полей, поэтому их статическая инициализация независима. Кроме того, хотя они и используют наследование, они никогда не создаются (из-за того, что они abstract), поэтому не имеют побочных эффектов, вызванных вызовами базового конструктора.

У меня была аналогичная проблема. Проблема заключалась в том, что я реализовал статическое поле класса и через отражение попытался использовать его значение. Он отлично работал в моем решении для отладки, но не работал в моей производственной среде. Проблема в том, что компилятор в конфигурации Release обнаружил, что этот статический метод никогда не используется и удаляет недостижимый код. Чтобы решить эту проблему, вы должны снять флаг Оптимизировать код.