weidagang2046的專欄

          物格而后知致
          隨筆 - 8, 文章 - 409, 評(píng)論 - 101, 引用 - 0
          數(shù)據(jù)加載中……

          全世界所有程序員都會(huì)犯的錯(cuò)誤-蔡學(xué)鏞

             當(dāng)年,國(guó)際巨星成龍的「龍種」曝光,眾人指責(zé)他對(duì)不起嬌妻林鳳嬌,逼得他出面召開(kāi)記者會(huì),向世人自白他犯了「全世界所有男人都會(huì)犯的錯(cuò)誤」。從來(lái)沒(méi)犯過(guò)這種錯(cuò)誤的我,也因此常常認(rèn)為自己不是個(gè)男人。

          雖然沒(méi)犯過(guò)「全世界所有男人都會(huì)犯的錯(cuò)誤」,但是我倒是曾經(jīng)犯了「全世界所有程序員都會(huì)犯的錯(cuò)誤」。不管使用何種語(yǔ)言,全世界所有程序員都一定犯過(guò)這種錯(cuò)誤,那就是:太依賴編譯器,卻不知道編譯器做了哪些事。

          一般來(lái)說(shuō),越高階的程序語(yǔ)言,會(huì)提供越多語(yǔ)法上的便利,以方便程序撰寫(xiě),這就俗稱為syntactic sugar,我稱其為「語(yǔ)法上的甜頭」。雖說(shuō)是甜頭,但是如果你未能了解該語(yǔ)法的實(shí)質(zhì)內(nèi)涵,很可能會(huì)未嘗甜頭,卻吃盡苦頭。

          不久前,我收到一個(gè)電子郵件,讀者列出下面的Java程序,向我求救。看過(guò)這個(gè)程序之后,我確定這又是一個(gè)「全世界所有程序員都會(huì)犯的錯(cuò)誤」。

          // 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);
          }
          }

          執(zhí)行結(jié)果是:
          obj.counter1==1
          obj.counter2==0

          你有沒(méi)有被此結(jié)果嚇一跳?乍看程序代碼,你很可能會(huì)認(rèn)為counter1和counter2的值一定會(huì)相等,但執(zhí)行結(jié)果顯然不是如此。其實(shí),程序1被編譯后的程序應(yīng)該等同于下面的程序3:

          // 程序3
          class Singleton {
          private static Singleton obj;
          public static int counter1;
          public static int counter2;
          static { // 這就是class constructor
          // 在進(jìn)入此class constructor之前,class已經(jīng)被JVM
          // 配置好內(nèi)存,所有的static field都會(huì)被先設(shè)定為0,
          // 所以此時(shí)counter1和counter2都已經(jīng)是0,且singleton為null
          obj = new Singleton(); // 問(wèn)題皆由此行程序產(chǎn)生
          // counter1不會(huì)在此被設(shè)定為0
          counter2 = 0; // counter2再被設(shè)定一次0(其實(shí)是多此一舉)
          }
          private Singleton() { // 這是instance constructor
          counter1++;
          counter2++;
          }
          public static Singleton getInstance() {
          return obj;
          }
          }

          這是因?yàn)椋寒?dāng)class具有static field,且直接在宣告處透過(guò)「=...」的方式設(shè)定其值時(shí),編譯器會(huì)自動(dòng)將這些敘述依序搬到class constructor內(nèi)。同樣地,當(dāng)class具有instance field,且直接在宣告處透過(guò)「=...」的方式設(shè)定其值時(shí),編譯器會(huì)自動(dòng)將這些敘述依序搬到instance constructor內(nèi)。

          此程序在class constructor內(nèi),還未將static field初始化時(shí)(這時(shí)候,counter1和counter2都是0),就呼叫instance constructor,而instance constructor竟然還會(huì)去更動(dòng)static field的值,使得counter1和counter2都變成1。然后instance constructor執(zhí)行完,回到class constructor,再把counter2的值設(shè)為0(但是
          counter1維持不變)。最后的結(jié)果:counter1等于1,counter2等于0。

          欲改正程序1,方法有三:

          -方法一:將singleton field的宣告調(diào)到counter1與counter2 field之后。
          這是最好的作法。
          -方法二:將counter2=0的宣告中,「=0」的部分刪除。這種作法只有在希望
          -方法三:將初始化的動(dòng)作搬到class constructors內(nèi),自行撰寫(xiě),而不依賴
          編譯器產(chǎn)生。這是最保險(xiǎn)的作法。

          如何避免犯下「全世界所有程序員都會(huì)犯的錯(cuò)誤」,我給各位Java程序員
          的建議是:
          -熟讀Java Language Specification
          -在有疑問(wèn)時(shí),使用J2SDK所提供的javap來(lái)反組譯Java Bytecode,直接觀察
          編譯后的結(jié)果。

          下面是我用javap來(lái)反組譯程序1的示范:

          C:\>javap -c -classpath . Singleton

          Compiled from MyMain.java
          class Singleton extends java.lang.Object {
          public static int counter1;
          public static int counter2;
          public static Singleton getInstance();
          static {};
          }

          Method Singleton()
          0 aload_0
          1 invokespecial #1 <Method java.lang.Object()>
          4 getstatic #2 <Field int counter1>
          7 iconst_1
          8 iadd
          9 putstatic #2 <Field int counter1>
          12 getstatic #3 <Field int counter2>
          15 iconst_1
          16 iadd
          17 putstatic #3 <Field int counter2>
          20 return

          Method Singleton getInstance()
          0 getstatic #4 <Field Singleton obj>
          3 areturn

          Method static {}
          0 new #5 <Class Singleton>
          3 dup
          4 invokespecial #6 <Method Singleton()>
          7 putstatic #4 <Field Singleton obj>
          10 iconst_0
          11 putstatic #3 <Field int counter2>
          14 return

          其實(shí)Java的syntactic sugar并不算多,C#的syntactic sugar才真的是無(wú)所不在,
          也因此C#的初學(xué)者更容易犯了「全世界所有程序員都會(huì)犯的錯(cuò)誤」。許多C#的書(shū)都會(huì)一邊介紹C#語(yǔ)法,一邊介紹編譯之后MSIL(.NET的中間語(yǔ)言,類似Java的Bytecode)的結(jié)果,然而Java的書(shū)卻鮮少這么做。

          雖說(shuō)是「全世界所有程序員都會(huì)犯的錯(cuò)誤」,但是這不代表你犯了此錯(cuò)誤之后,仍可以同愛(ài)借錢的曹啟泰一般地「抬頭挺胸、理直氣壯」。只要有心,其實(shí)這一類的錯(cuò)誤仍是可以避免的。


          本文作者:蔡學(xué)鏞
          文章出處:Sleepless 2.0
          發(fā)表日期:03/10/2003


          轉(zhuǎn)自:http://www.javaresearch.org/article/showarticle.jsp?column=544&thread=25732

          posted on 2005-04-20 00:21 weidagang2046 閱讀(215) 評(píng)論(1)  編輯  收藏 所屬分類: Java

          評(píng)論

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          第一次聽(tīng)說(shuō)class constructor的概念
          2005-04-20 00:22 | weidagang2046
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