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论全世界所有程序员都会犯的错误
2006-09-21 14:11:48           
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当年,某国际巨星的“龙种”曝光,众人指责他对不起娇妻,逼得他出面召开记者会,向世人自白他犯了“全世界所有男人都会犯的错误”。从来没犯过这种错误的我,也因此常常认为自己不是个男人。

虽然没犯过“全世界所有男人都会犯的错误”,但是我倒是曾经犯了“全世界所有程序员都会犯的错误”。不管使用何种语言,全世界所有程序员都一定犯过这种错误,那就是:太依赖编译器,却不知道编译器做了哪些事。

一般来说,越高阶的程序语言,会提供越多语法上的便利,以方便程序撰写,这就俗称为syntactic sugar,我称其为“语法上的甜头”。虽说是甜头,但是如果你未能了解该语法的实质内涵,很可能会未尝甜头,却吃尽苦头。

不久前,我收到一个电子邮件,读者列出下面的Java程序,向我求救。看过这个程序之后,我确定这又是一个“全世界所有程序员都会犯的错误”。

程序1

class Singleton

{

private static Singleton

obj = new Singleton();

public static int counter1;

public static int counter2 = 0;

private Singleton() {

counter1++;

counter2++;

}

public static Singleton getInstance()

{

return obj;

}

}
程序2

public class MyMain {

public static void main(String[] args) {

Singleton obj = Singleton.getInstance();

System.out.println("obj.counter1=="+obj.counter1);

System.out.println("obj.counter2=="+obj.counter2);

}

}

执行结果是:

obj.counter1==1

obj.counter2==0

你有没有被此结果吓一跳?乍看程序代码,你很可能会认为counter1和counter2的值一定 会相等,但执行结果显然不是如此。其实,程序1被编译后的程序应该等同于下面的程序3 :

class Singleton

{

private static Singleton obj;

public static int counter1;

public static int counter2;

static

{

// 这就是class constructor

// 在进入此class constructor之前,class已经被JVM

// 配置好内存,所有的static field都会被先设定为0,

// 所以此时counter1和counter2都已经是0,

且singleton为null

obj = new Singleton();

// 问题皆由此行程序产生

// counter1不会在此被设定为0

counter2 = 0;

// counter2再被设定一次0(其实是多此一举)

}

private Singleton()

{

// 这是instance constructor

counter1++;

counter2++;

}

public static Singleton getInstance()

{

return obj;

}
这是因为:当class具有static field,且直接在宣告处透过“=...”的方式设定其值时,编译器会自动将这些叙述依序搬到class constructor内。同样地,当class具有instance field,且直接在宣告处透过“=...”的方式设定其值时,编译器会自动将这些叙述依序搬到instance constructor内。

此程序在class constructor内,还未将static field初始化时(这时候,counter1和counter2都是0),就呼叫instance constructor,而instance constructor竟然还会去更动static field的值,使得counter1和counter2都变成1。

然后instance constructor执行完,回到class constructor,再把counter2的值设为0(但是counter1维持不变)。最后的结果:counter1等于1,counter2等于0。

欲改正程序1,方法有三:

方法一:将singleton field的宣告调到counter1与counter2 field之后。

这是最好的作法。

方法二:将counter2=0的宣告中,“=0”的部分删除。这种作法只有在希望。

方法三:将初始化的动作搬到class constructors内,自行撰写,而不依赖编译器产生。这是最保险的作法。

如何避免犯下“全世界所有程序员都会犯的错误”,我给各位Java程序员的建议是:

-熟读Java Language Specification

-在有疑问时,使用J2SDK所提供的javap来反组译Java Bytecode,直接观察编译后的结果。

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