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    weidagang2046的專欄
    

    物格而后知致
    

    

    

    隨筆 - 8, 文章 - 409, 評論 - 101, 引用 - 0
    

    


    		
	
    

    

    
	
    
		
			
    
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			全世界所有程序員都會犯的錯誤-蔡學鏞
		
    
		
    
		   當年，國際巨星成龍的「龍種」曝光，眾人指責他對不起嬌妻林鳳嬌，逼得他出面召開記者會，向世人自白他犯了「全世界所有男人都會犯的錯誤」。從來沒犯過這種錯誤的我，也因此常常認為自己不是個男人。

    雖然沒犯過「全世界所有男人都會犯的錯誤」，但是我倒是曾經犯了「全世界所有程序員都會犯的錯誤」。不管使用何種語言，全世界所有程序員都一定犯過這種錯誤，那就是：太依賴編譯器，卻不知道編譯器做了哪些事。

    一般來說，越高階的程序語言，會提供越多語法上的便利，以方便程序撰寫，這就俗稱為syntactic sugar，我稱其為「語法上的甜頭」。雖說是甜頭，但是如果你未能了解該語法的實質內涵，很可能會未嘗甜頭，卻吃盡苦頭。

    不久前，我收到一個電子郵件，讀者列出下面的Java程序，向我求救。看過這個程序之后，我確定這又是一個「全世界所有程序員都會犯的錯誤」。

    // 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);
    }
    }

    執行結果是：
    obj.counter1==1
    obj.counter2==0

    你有沒有被此結果嚇一跳？乍看程序代碼，你很可能會認為counter1和counter2的值一定會相等，但執行結果顯然不是如此。其實，程序1被編譯后的程序應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
    // 在進入此class constructor之前，class已經被JVM
    // 配置好內存，所有的static field都會被先設定為0，
    // 所以此時counter1和counter2都已經是0，且singleton為null
    obj = new Singleton(); // 問題皆由此行程序產生
    // counter1不會在此被設定為0
    counter2 = 0; // counter2再被設定一次0（其實是多此一舉）
    }
    private Singleton() { // 這是instance constructor
    counter1++;
    counter2++;
    }
    public static Singleton getInstance() {
    return obj;
    }
    }

    這是因為：當class具有static field，且直接在宣告處透過「=...」的方式設定其值時，編譯器會自動將這些敘述依序搬到class constructor內。同樣地，當class具有instance field，且直接在宣告處透過「=...」的方式設定其值時，編譯器會自動將這些敘述依序搬到instance constructor內。

    此程序在class constructor內，還未將static field初始化時（這時候，counter1和counter2都是0），就呼叫instance constructor，而instance constructor竟然還會去更動static field的值，使得counter1和counter2都變成1。然后instance constructor執行完，回到class constructor，再把counter2的值設為0（但是
    counter1維持不變）。最后的結果：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：將初始化的動作搬到class constructors內，自行撰寫，而不依賴
    編譯器產生。這是最保險的作法。

    如何避免犯下「全世界所有程序員都會犯的錯誤」，我給各位Java程序員
    的建議是：
    -熟讀Java Language Specification
    -在有疑問時，使用J2SDK所提供的javap來反組譯Java Bytecode，直接觀察
    編譯后的結果。

    下面是我用javap來反組譯程序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Java的syntactic sugar并不算多，C#的syntactic sugar才真的是無所不在，
    也因此C#的初學者更容易犯了「全世界所有程序員都會犯的錯誤」。許多C#的書都會一邊介紹C#語法，一邊介紹編譯之后MSIL（.NET的中間語言，類似Java的Bytecode）的結果，然而Java的書卻鮮少這么做。

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


    本文作者：蔡學鏞
    文章出處：Sleepless 2.0
    發表日期：03/10/2003


    轉自：http://www.javaresearch.org/article/showarticle.jsp?column=544&thread=25732    
		
    
		
    
			posted on 2005-04-20 00:21 weidagang2046 閱讀(212) 評論(1)  編輯  收藏  所屬分類: Java 
		
    
	
    
	
	


	


    
	    
    


    

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					# re: 全世界所有程序員都會犯的錯誤-蔡學鏞  回復  更多評論
					  
				
    
				第一次聽說class constructor的概念
				
    
					2005-04-20 00:22 | weidagang2046
				
    
			
    
		

    





    








    

				
			
    
		    		
	
    
	
    
		
			

		
	
    

    


    







    
        
	



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