Java向前引用容易出錯的地方
所謂向前引用,就是在定義類、介面、方法、變數之前使用它們,例如,
class MyClass
{
void method()
{
System.out.println(myvar);
}
String myvar = "var value";
}
myvar在method方法後定義,但method方法可以先使用該變數。在很多語言,如C++,是需要提前定義的,而Java已經允許了向前引用。不過在使用向前引用時可能會容易犯一些錯誤。例如,下面的程式碼。
class MyClass { int method() {return n; } int m = method(); int n = 1; }
如果簡單地執行下面的程式碼,毫無疑問會輸出1.
System.out.println(new MyClass().method());
不過使用下面的程式碼輸出變數m,卻得到0。
System.out.println(new MyClass().m);
那麼這是真麼回事呢?
實際上,從java編譯器和runtime的工作原理可以得知。在編譯java原始碼時只是進行了詞法、語法和語義檢測,如果都通過,會生成.class檔案。不過這時MyClass中的變數並沒有被初始化,編譯器只是將相應的初始化表示式(method()、1)記錄在.class檔案中。
當runtime執行MyClass.class時,首先會進行裝載成員欄位,而且這種裝載是按順序執行的。並不會因為java支援向前引用,就首先初始化所有可以初始化的值。首先,runtime會先初始化m欄位,這時當然會呼叫method方法,在method方法中利用向前引用技術使用了n。不過這時的n還沒有進行初始化呢。runtime為了實現向前引用,在進行初始化所有欄位之前,還需要將所有的欄位新增到符號表中。以便在任何地方(但需要滿足java的呼叫規則)都可以引用這些欄位,不過由於還沒有初始化這些欄位,所以這時符號表中所有的欄位都使用預設的值。int型別的欄位預設值自然是0了。所以在初始化int m = method()時,method方法訪問的n實際上是在進行正式初始化之前已經被新增到符號表中的欄位n,而不是後面的int n = 1執行的結果。但將MyClass改成如下的形式,結果就完全不同了。
class MyClass {
int method() {return n; }
int n = 1;
int m = method();
}
現在執行下面的程式碼,會輸出1。
System.out.println(new MyClass().m);
究其原因,是引用初始化m時呼叫method方法,該方法中使用的n已經是初始化完的了,而不是最初放到符號表中的值。
綜合上述,runtime在執行.class檔案時,每個作用域(方法、介面、類等帶語言元素都有自己的作用域)的符號表都會被至少訪問兩次,第一次會將所有的欄位(這裡只考慮類的初始化)放到符號表中,暫時不考慮初始化只,放到符號表中只是相當於一個索引,好讓其他地方引用該欄位時可以找到它們,例如,method方法中引用n時就會到符號表中尋找n,不過這時的n只是int型別的預設值。等到第二次訪問n就是真正初始化n的時候(int n = 1)。這是將符號表中儲存的欄位n的值更新為實際的初始化值(1)。所以如果引用n放生在正式初始化n之前,當然輸出的是0。
那麼可能有人會問,先訪問一下n,再訪問m,這時m的值是否為1呢?答案仍然是0。因為在建立MyClass物件時m和n的初始化工作已經完成,它們的值已成事實,除非再次設定,否則不可改變了。
MyClass myClass = new MyClass();
System.out.println(myClass.n); // 輸出1
System.out.println(myClass.m); // 仍然輸出0
對於靜態成員,仍然符合這一規則。
class MyClass {
static int method() {return n; }
static int m = method(); // 直接訪問m,仍然會輸出0
static int n = 1;
}
出處:51CTO部落格作者androidguy的原創作品