全世界所有程序员都会犯的错误

当年，国际巨星成龙的「龙种」曝光，众人指责他对不起娇妻林凤娇，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
syntacticsugar，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

classSingleton{
privatestaticSingletonobj=newSingleton();
publicstaticintcounter1;
publicstaticintcounter2=0;
privateSingleton(){
counter1++;
counter2++;
}
publicstaticSingletongetInstance(){
returnobj;
}
}

//程序2
publicclassMyMain{
publicstaticvoidmain(String[]args){
Singletonobj=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
：

//程序3
classSingleton{
privatestaticSingletonobj;
publicstaticintcounter1;
publicstaticintcounter2;
static{//这就是classconstructor
//在进入此classconstructor之前，class已经被JVM
//配置好内存，所有的staticfield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=newSingleton();//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）
}
privateSingleton(){//这是instanceconstructor
counter1++;
counter2++;
}
publicstaticSingletongetInstance(){
returnobj;
}
}

这是因为：当class具有staticfield，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classconstructor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instanceconstructor内。

此程序在classconstructor内，还未将staticfield初始化时（这时候，counter1和cou
nter2都是0），就呼叫instanceconstructor，而instanceconstructor竟然还会去更动
staticfield的值，使得counter1和counter2都变成1。然后instanceconstructor执行完
，回到classconstructor，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singletonfield的宣告调到counter1与counter2field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classconstructors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JavaLanguageSpecification
-在有疑问时，使用J2SDK所提供的javap来反组译JavaBytecode，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

CompiledfromMyMain.java
classSingletonextendsjava.lang.Object{
publicstaticintcounter1;
publicstaticintcounter2;
publicstaticSingletongetInstance();
static{};
}

MethodSingleton()
0aload_0
1invokespecial#1<Methodjava.lang.Object()>
4getstatic#2<Fieldintcounter1>
7iconst_1
8iadd
9putstatic#2<Fieldintcounter1>
12getstatic#3<Fieldintcounter2>
15iconst_1
16iadd
17putstatic#3<Fieldintcounter2>
20return

MethodSingletongetInstance()
0getstatic#4<FieldSingletonobj>
3areturn

Methodstatic{}
0new#5<ClassSingleton>
3dup
4invokespecial#6<MethodSingleton()>
7putstatic#4<FieldSingletonobj>
10iconst_0
11putstatic#3<Fieldintcounter2>
14return

其实Java的syntacticsugar并不算多，C#的syntacticsugar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，仍可以同
爱借钱的曹启泰一般地「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。