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2007-10-23 | [ZZ]论全世界所有程序员都会犯的错误
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。
下面是我用javap来反组译程序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
4 getstatic
#2
7 iconst_1
8 iadd
9 putstatic
#2
12 getstatic
#3
15 iconst_1
16 iadd
17 putstatic
#3
20 return
Method Singleton getInstance()
0 getstatic
#4
3 areturn
Method static {}
0 new
#5
3 dup
4 invokespecial
#6
7 putstatic
#4
10 iconst_0
11 putstatic
#3
14 return
其实Java的syntactic sugar并不算多，C#的syntactic sugar才真的是无所不在，也因此C#的初学者更容易犯了“全世界所有程序员都会犯的错误”。
许多C#的书都会一边介绍C#语法，一边介绍编译之后MSIL（.NET的中间语言，类似Java的Bytecode）的结果，然而Java的书却鲜少这么做。
虽说是“全世界所有程序员都会犯的错误”，但是这不代表你犯了此错误之后，仍可以“抬头挺胸、理直气壮”。只要有心，其实这一类的错误仍是可以避免的。
zz:http://www.zixi.net/article/show.asp?id=37409&Page=1
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