Java重寫方法與初始化的隐患（轉）前言問題實際分析理論解釋題外話

如果你已經知道我要說什麼了, 可以鄙視我.

簡單還原一下問題, 我們有一個類SuperClass

<code>public</code> <code>class</code> <code>SuperClass {</code>

<code> </code><code>private</code> <code>int</code> <code>mSuperX;</code>

<code> </code><code>public</code> <code>SuperClass() {</code>

<code> </code><code>public</code> <code>void</code> <code>setX(</code><code>int</code> <code>x) {</code>

<code> </code><code>mSuperX = x;</code>

現在我們想随時知道<code>mSuperX</code>是什麼值, 不用反射, 因為父類從不直接修改mSuperX的值, 總是通過<code>setX</code>來改, 那麼最簡單的方法就是繼承SuperClass, 重寫setX方法, 監聽它的改變就好.下面是我們的子類SubClass:

<code>public</code> <code>class</code> <code>SubClass</code><code>extends</code> <code>SuperClass {</code>

<code> </code><code>private</code> <code>int</code> <code>mSubX =</code><code>1</code><code>;</code>

<code> </code><code>public</code> <code>SubClass() {}</code>

<code> </code><code>@Override</code>

<code> </code><code>super</code><code>.setX(x);</code>

<code> </code><code>mSubX = x;</code>

<code> </code><code>System.out.println(</code><code>"SubX is assigned "</code> <code>+ x);</code>

<code> </code><code>public</code> <code>void</code> <code>printX() {</code>

<code> </code><code>System.out.println(</code><code>"SubX = "</code> <code>+ mSubX);</code>

我使用<code>mSubX</code>來跟蹤<code>mSuperX</code>

因為在ViewGroup中, clipToPadding預設值是true(為了簡化問題, 把它當成boolean, 實際并不是), 而ViewGroup初始化有可能不調用setClipToPadding, 此時是預設值, 為了模拟這種情況, 将mSubX初始化為1.

最後在main裡調用:

<code>public</code> <code>class</code> <code>Main {</code>

<code> </code><code>public</code> <code>static</code> <code>void</code> <code>main(String[] args) {</code>

<code> </code><code>SubClass sc =</code><code>new</code> <code>SubClass();</code>

<code> </code><code>sc.printX();</code>

很多人, 包括我, 認為終端輸出的結果應該是:

<code>SubX is assigned</code><code>99</code>

然而真正運作後輸出的是:

要想知道發生了什麼, 最簡單的方法就是看看到底程式到底是怎麼執行的, 比如單步調試, 或者直接一點, 看看Java位元組碼.

下面是Main的位元組碼

<code>Compiled from</code><code>"Main.java"</code>

<code>public</code> <code>class</code> <code>bugme.Main {</code>

<code> </code><code>public</code> <code>static</code> <code>void</code> <code>main(java.lang.String[]);</code>

<code> </code><code>0</code><code>:</code><code>new</code> <code>#</code><code>2</code> <code>// class bugme/SubClass</code>

<code> </code><code>4</code><code>: invokespecial #</code><code>3</code> <code>// Method bugme/SubClass."<init>":()V</code>

這是直接用javap反編譯.class檔案得到的. 雖說同樣是Java寫的, 用apktool反編譯APK檔案(其中的dex檔案)得到的smali代碼和Java Bytecode明顯長得不一樣.

位元組碼乍一看怪怪的, 隻要知道它隐含了一個棧和局部變量表就好懂了.

這段代碼首先<code>new</code>一個SubClass執行個體, 把引用入棧, <code>dup</code>是把棧頂複制一份入棧, <code>invokespecial #3</code>将棧頂元素出棧并調用它的某個方法, 這個方法具體是什麼要看常量池裡第3個條目是什麼, 但是javap生成的位元組碼直接給我們寫在旁邊了, 即<code>SubClass.<init></code>.

接下來看<code>SubClass.<init></code>,

<code>public</code> <code>class</code> <code>bugme.SubClass</code><code>extends</code> <code>bugme.SuperClass {</code>

<code> </code><code>public</code> <code>bugme.SubClass();</code>

<code> </code><code>0</code><code>: aload_0 </code>

<code> </code><code>1</code><code>: invokespecial #</code><code>1</code> <code>// Method bugme/SuperClass."<init>":()V</code>

這裡面并沒有方法叫<code><init></code>, 是因為javap為了友善我們閱讀, 直接把它改成類名<code>bugme.SubClass</code>, 順便一提, bugme是包名. <code><init></code>方法并非通常意義上的構造方法, 這是Java幫我們合成的一個方法, 裡面的指令會幫我們按順序進行普通成員變量初始化, 也包括初始化塊裡的代碼, 注意是按順序執行, 這些都執行完了之後才輪到構造方法裡代碼生成的指令執行. 這裡<code>aload_0</code>将局部變量表中下标為0的元素入棧, 其實就是Java中的<code>this</code>, 結合<code>invokespecial #1</code>, 是在調用父類的構造函數, 也就是我們常見的super().

是以我們再看<code>SuperClass.<init></code>

<code>public</code> <code>class</code> <code>bugme.SuperClass {</code>

<code> </code><code>public</code> <code>bugme.SuperClass();</code>

<code> </code><code>1</code><code>: invokespecial #</code><code>1</code> <code>// Method java/lang/Object."<init>":()V</code>

<code> </code><code>4</code><code>: aload_0 </code>

<code> </code><code>5</code><code>: bipush </code><code>99</code>

<code> </code><code>7</code><code>: invokevirtual #</code><code>2</code> <code>// Method setX:(I)V</code>

<code> </code><code>10</code><code>:</code><code>return</code>

同樣是先調了父類<code>Object</code>的構造方法, 然後再将<code>this</code>, <code>99</code>入棧, <code>invokevirtual #2</code>旁邊注釋了是調用<code>setX</code>, 參數分别是<code>this</code>和<code>99</code>也就是<code>this.setX(99)</code>, 然而這個方法被重寫了, 調用的是子類的方法, 是以我們再看<code>SubClass.setX</code>:

<code> </code><code>public</code> <code>void</code> <code>setX(</code><code>int</code><code>);</code>

<code> </code><code>1</code><code>: iload_1 </code>

<code> </code><code>2</code><code>: invokespecial #</code><code>3</code> <code>// Method bugme/SuperClass.setX:(I)V</code>

這裡将局部變量表前兩個元素都入棧, 第一個是<code>this</code>, 第二個是括号裡的參數, 也就是<code>99</code>,<code>invokespecial #3</code>調用的是父類的<code>setX</code>, 也就是我們代碼中寫的<code>super.setX(int)</code>

<code>SuperClass.setX</code>就很簡單了:

<code> </code><code>2</code><code>: putfield #</code><code>3</code> <code>// Field mSuperX:I</code>

<code> </code><code>5</code><code>:</code><code>return</code>

這裡先把<code>this</code>入棧, 再把參數入棧, <code>putfield #3</code>使得前兩個入棧的元素全部出棧, 而成員<code>mSuperX</code>被指派, 這四條指令隻對應代碼裡的一句<code>this.mSuperX = x;</code>

接下來控制流回到子類的<code>setX</code>:

<code> </code><code>-></code><code>5</code><code>: aload_0 </code><code>// 即将執行這句</code>

<code> </code><code>6</code><code>: iload_1 </code>

<code> </code><code>7</code><code>: putfield #</code><code>2</code> <code>// Field mSubX:I</code>

<code> </code><code>10</code><code>: getstatic #</code><code>4</code> <code>// Field java/lang/System.out:Ljava/io/PrintStream;</code>

<code> </code><code>13</code><code>:</code><code>new</code> <code>#</code><code>5</code> <code>// class java/lang/StringBuilder</code>

<code> </code><code>17</code><code>: invokespecial #</code><code>6</code> <code>// Method java/lang/StringBuilder."<init>":()V</code>

<code> </code><code>20</code><code>: ldc #</code><code>7</code> <code>// String SubX is assigned</code>

<code> </code><code>22</code><code>: invokevirtual #</code><code>8</code> <code>// Method java/lang/StringBuilder.append:(Ljava/lang/String;)Ljava/lang/StringBuilder;</code>

<code> </code><code>25</code><code>: iload_1 </code>

<code> </code><code>26</code><code>: invokevirtual #</code><code>9</code> <code>// Method java/lang/StringBuilder.append:(I)Ljava/lang/StringBuilder;</code>

<code> </code><code>29</code><code>: invokevirtual #</code><code>10</code> <code>// Method java/lang/StringBuilder.toString:()Ljava/lang/String;</code>

<code> </code><code>32</code><code>: invokevirtual #</code><code>11</code> <code>// Method java/io/PrintStream.println:(Ljava/lang/String;)V</code>

<code> </code><code>35</code><code>:</code><code>return</code>

從5處開始繼續分析, 5,6,7将參數的值賦給<code>mSubX</code>, 此時mSubX是99了, 下面那一堆則是在執行<code>System.out.println("SubX is assigned " + x);</code>并傳回, 還可以看到Java自動幫我們使用<code>StringBuilder</code>優化字元串拼接, 就不分析了.

說了這麼多, 我們的代碼才剛把下面箭頭指着的這句執行完:

<code> </code><code>-></code><code>1</code><code>: invokespecial #</code><code>1</code> <code>// Method bugme/SuperClass."<init>":()V</code>

<code> </code><code>5</code><code>: iconst_1 </code>

<code> </code><code>6</code><code>: putfield #</code><code>2</code> <code>// Field mSubX:I</code>

<code> </code><code>9</code><code>:</code><code>return</code>

此時<code>mSubX</code>已經是99了, 再執行下面的4,5,6, 這一部分是<code>SubClass</code>的初始化, 代碼将把<code>1</code>賦給<code>mSubX</code>,99被1覆寫了.

方法傳回後, 相當于我們執行完了箭頭指的這一句代碼:

<code> </code><code>->SubClass sc =</code><code>new</code> <code>SubClass();</code>

接下來執行的代碼将列印<code>mSubX</code>的值, 自然就是1了.

我們都知道Java是面向對象的語言, 面向對象三大特性之一多态性. 假如父類構造方法中調用了某個方法, 這個方法恰好被子類重寫了, 會發生什麼?

根據多态性, 實際被調用的是子類的方法, 這個沒錯. 再考慮有繼承時, 初始化的順序. 如果是new一個子類, 那麼初始化順序是:

父類static成員 -> 子類static成員 -> 父類普通成員初始化和初始化塊 -> 父類構造方法 -> 子類普通成員初始化和初始化塊 -> 子類構造方法

父類構造方法中調用了一次<code>setX</code>, 此時<code>mSubX</code>中已經是我們要跟蹤的值, 但之後子類普通成員初始化将<code>mSubX</code>又初始化了一遍, 覆寫了前面我們跟蹤的值, 自然得到的值就是錯的.

Java中, 在構造方法中唯一能安全調用的是基類中的final方法, 自己的final方法(自己的private方法自動final), 如果類本身是final的, 自然就能安全調用自己所有的方法.

完全遵守這個準則, 可以保證不會出這個bug. 實際上我們常常不能遵守, 是以要時刻小心這個問題.

這篇文章所有的知識點基本都是很基礎的, 我自己也都記得, 但當這些知識合在一起的時候, 他們之間産生的反應卻是我沒有注意過的. 這也是我寫這篇文章的原因.

如果以後有人面試拿這個問題考你, 你可能是遇上drakeet了.

關于預設初始化, 比如這樣寫:

<code> </code><code>private</code> <code>int</code> <code>mSubX;</code>

如果父類保證一定會在初始化時調用<code>setX</code>, 程式是不會出現上面說的bug的, 因為預設初始化并不是靠生成下面這樣的代碼預設初始化.

<code>4</code><code>: aload_0 </code>

<code>5</code><code>: iconst_1 </code>

<code>6</code><code>: putfield #</code><code>2</code> <code>// Field mSubX:I</code>

所謂的預設初始化, 其實是我們要執行個體化一個對象之前, 需要一塊記憶體放我們的資料, 這塊記憶體被全部置為0, 這就是預設初始化了.

下面這兩句話, 雖然效果一樣, 但實際是有差別的.

<code>private</code> <code>int</code> <code>mSubX;</code>

<code>private</code> <code>int</code> <code>mSubX =</code><code>0</code><code>;</code>

一般情況下, 這兩句代碼對程式沒有任何影響(除非你遇到這個bug), 上面一句和下面一句的差別在于, 下面一句會導緻<code><init></code>方法裡面生成3條指令, 分别是<code>aload_0</code>, <code>iconst_0</code>, <code>putfield #**</code>, 而上面一句則不會.

是以如果你的成員變量使用預設值初始化, 就沒必要自己賦那個預設值, 而且還能省3條指令.

http://www.importnew.com/17000.html

Java重寫方法與初始化的隐患（轉）前言問題實際分析理論解釋題外話

繼續閱讀

Java小案例——随機數猜測随機數猜測

nginx location中斜線的位置的重要性

Android電視機（機頂盒）初次開發的一些經驗分享

27 Best Free Eclipse Plug-ins for Java Developer to be ProductiveCode Quality PluginsText Editor PluginsDependency ManagementVersion Control Integration PluginsFramework Development Continuous Integration Related PluginsOther Utility Plugins

Java String.format方法的簡單使用

neo4j之cypher使用文檔

GitHub連夜封殺！這份阿裡 10W 字内部 Java 字面試手冊到底有多強？

spark/scala關于【資源檔案】加載方法概述外部檔案加載方案測試資源檔案打包入jar包中小結

mybatis_入門程式Mybatis入門

AOP程式設計_Android優雅權限架構(1)概念基礎，2021金三銀四前言正文大綱正文

Effective Java 8:通用程式設計

OOM三種類型

工廠模式-三種類型

【遞歸】高效率求2的n次幂

win10本地scala和spark安裝安裝scala安裝spark

scala (3) Function 和 Method

Java重寫方法與初始化的隐患（轉）前言問題 實際分析理論解釋題外話

繼續閱讀

Java重寫方法與初始化的隐患（轉）前言問題實際分析理論解釋題外話