不情愿的构造器

出自《java puzzle》

尽管在一个方法声明中看到一个throws子句是很常见的，但是在构造器的声明中看到一个throws子句就很少见了。下面的程序就有这样的一个声明。那么，它将打印出什么呢？

public class Reluctant {
  private Reluctant internalInstance = new Reluctant();
  public Reluctant() throws Exception {
    throw new Exception("I'm not coming out");
  }
  public static void main(String[] args) {
    try {
      Reluctant b = new Reluctant();
      System.out.println("Surprise!");
    } catch (Exception ex) {
      System.out.println("I told you so");
    }
  }
}

main方法调用了Reluctant构造器，它将抛出一个异常。你可能期望catch子句能够捕获这个异常，并且打印I told you so。凑近仔细看看这个程序就会发现，Reluctant实例还包含第二个内部实例，它的构造器也会抛出一个异常。无论抛出哪一个异常，看起来main中的catch子句都应该捕获它，因此预测该程序将打印I told you应该是一个安全的赌注。但是当你尝试着去运行它时，就会发现它压根没有去做这类的事情：它抛出了StackOverflowError异常，为什么呢？
与大多数抛出StackOverflowError异常的程序一样，本程序也包含了一个无限递归。当你调用一个构造器时，实例变量的初始化操作将先于构造器的程序体而运行[JLS 12.5]。在本谜题中， internalInstance变量的初始化操作递归调用了构造器，而该构造器通过再次调用Reluctant构造器而初始化该变量自己的internalInstance域，如此无限递归下去。这些递归调用在构造器程序体获得执行机会之前就会抛出StackOverflowError异常，因为StackOverflowError是Error的子类型而不是Exception的子类型，所以catch子句无法捕获它。
对于一个对象包含与它自己类型相同的实例的情况，并不少见。例如，链接列表节点、树节点和图节点都属于这种情况。你必须非常小心地初始化这样的包含实例，以避免StackOverflowError异常。

至于本谜题名义上的题目：声明将抛出异常的构造器，你需要注意，构造器必须声明其实例初始化操作会抛出的所有被检查异常。下面这个展示了常见的“服务提供商”模式的程序，将不能编译，因为它违反了这条规则：

public class Car {
  private static Class engineClass = ...;
  private Engine engine = (Engine)enginClass.newInstance();
  public Car(){ }
  } 

尽管其构造器没有任何程序体，但是它将抛出两个被检查异常，InstantiationException和IllegalAccessException。它们是Class.Instance抛出的，该方法是在初始化engine域的时候被调用的。订正该程序的最好方式是创建一个私有的、静态的助手方法，它负责计算域的初始值，并恰当地处理异常。在本案中，我们假设选择engineClass所引用的Class对象，保证它是可访问的并且是可实例化的。
下面的Car版本将可以毫无错误地通过编译：

//Fixed - instance initializers don’t throw checked exceptions
public class Car {
  private static Class engineClass = ...;
  private Engine engine = newEngine;
  private static Engine newEngine() {
   try {
     return (Engine)engineClass.newInstance();
   } catch (IllegalAccessException e) {
     throw new AssertionError(e);
   } catch (InstantiationException e) {
    throw new AssertionError(e);
   }
 }
 public Car(){ }

总之，实例初始化操作是先于构造器的程序体而运行的。实例初始化操作抛出的任何异常都会传播给构造器。如果初始化操作抛出的是被检查异常，那么构造器必须声明也会抛出这些异常，但是应该避免这样做，因为它会造成混乱。最后，对于我们所设计的类，如果其实例包含同样属于这个类的其他实例，那么对这种无限递归要格外当心。