为什么我的程序在最终类变量未初始化时不显示编译时错误？

Question

以下代码：

public class StaticFinal
{
    private final static int i ;
    public StaticFinal()
    {}
}

我得到编译时错误：

StaticFinal.java:7: variable i might not have been initialized
        {}
         ^
1 error

这符合JLS8.3.1.2，上面写着：

如果一个空白的 final (§4.12.4) 类变量没有被声明它的类的静态初始化程序 (§8.7) 明确分配 (§16.8)，则这是编译时错误。

这样，上面的错误就完全明白了。
但现在考虑以下几点：

public class StaticFinal
{
    private final static int i ;
    public StaticFinal()throws InstantiationException
    {
        throw new InstantiationException("Can't instantiate"); // Don't let the constructor to complete.
    }
}

在这里，构造函数永远不会完成，因为InstantiationException 被抛出在构造函数的中间。 这段代码编译得很好！
为什么？为什么这段代码没有显示关于final变量i的非初始化的编译时错误？

编辑
我在命令提示符下使用javac 1.6.0_25 编译它（不使用任何 IDE）

Answer 1

有趣的是，无论字段是否标记为static，代码都会编译 - 而在 IntelliJ 中，它会抱怨（但编译）静态字段，而不是非静态字段。

您是对的，JLS §8.1.3.2 对 [静态] 最终字段有某些规则。但是，还有一些其他规则围绕 final 字段发挥重要作用，来自 Java 语言规范 §4.12.4 - 它指定了 final 字段的编译语义。

但在我们进入那个蜡球之前，我们需要确定当我们看到throws 时会发生什么 - 这是§14.18 给我们的，强调我的：

throw 语句会引发异常（第 11 节）。结果是立即转移控制（第 11.3 节）可能会退出多个语句和多个构造函数、实例初始化程序、静态初始化程序和字段初始化程序评估以及方法调用，直到出现 try 语句（第 14.20 节）发现捕获了抛出的值。如果没有找到这样的 try 语句，则在为线程所属的线程组调用 uncaughtException 方法后终止执行 throw 的线程（第 17 节）的执行（第 11.3 节）。

通俗的说——在运行时，如果我们遇到throws语句，它会中断构造函数的执行（正式地，“突然完成”），导致对象不能被构造，或者在一个不完整的状态。这可能是一个安全漏洞，具体取决于平台和构造函数的部分完整性。

第 4.5 节给出的 JVM 所期望的是a field with ACC_FINAL set never has its value set after construction of the object：

宣布终局；从未在对象构造之后直接分配（JLS §17.5）。

所以，我们有点麻烦 - 我们希望在 运行时 期间出现这种行为，而不是在 编译时 期间。为什么当我在该领域有 static 时 IntelliJ 会引起轻微的大惊小怪，而当我没有时却不会？

首先，回到throws - 如果one of these three pieces aren't satisfied：则该语句只有编译时错误：

• 抛出的表达式未选中或为空，
• 你 try 到 catch 异常，你 catch 使用正确的类型，或者
• 根据 §8.4.6 和 §8.8.5，被抛出的表达式实际上是可以抛出的。

因此使用throws 编译构造函数是合法的。碰巧的是，在运行时，它总是会突然完成。

如果一个 throw 语句包含在构造函数声明中，但它的值没有被包含它的一些 try 语句捕获，那么调用构造函数的类实例创建表达式将由于 throw 突然完成（第 15.9.4 节)。

现在，进入那个空白的final 字段。他们有一个奇怪的部分 - 他们的分配只有在构造函数结束之后才重要，强调他们的。

必须在声明它的类的每个构造函数（第 8.8 节）的末尾明确分配一个空白的最终实例变量（第 16.9 节）；否则会发生编译时错误。

如果我们从不到达构造函数的末尾怎么办？

---

第一个程序：static final 字段的正常实例化，反编译：

// class version 51.0 (51)
// access flags 0x21
public class com/stackoverflow/sandbox/DecompileThis {

    // compiled from: DecompileThis.java

    // access flags 0x1A
    private final static I i = 10

    // access flags 0x1
    public <init>()V
            L0
    LINENUMBER 7 L0
    ALOAD 0
    INVOKESPECIAL java/lang/Object.<init> ()V
            L1
    LINENUMBER 9 L1
            RETURN // <- Pay close attention here.
    L2
    LOCALVARIABLE this Lcom/stackoverflow/sandbox/DecompileThis; L0 L2 0
    MAXSTACK = 1
    MAXLOCALS = 1
}

观察我们在成功调用<init> 之后实际上调用了RETURN 指令。有道理，而且完全合法。

第二个程序：抛出构造函数和空白static final字段，反编译：

// class version 51.0 (51)
// access flags 0x21
public class com/stackoverflow/sandbox/DecompileThis {

  // compiled from: DecompileThis.java

  // access flags 0x1A
  private final static I i

  // access flags 0x1
  public <init>()V throws java/lang/InstantiationException 
   L0
    LINENUMBER 7 L0
    ALOAD 0
    INVOKESPECIAL java/lang/Object.<init> ()V
   L1
    LINENUMBER 8 L1
    NEW java/lang/InstantiationException
    DUP
    LDC "Nothin' doin'."
    INVOKESPECIAL java/lang/InstantiationException.<init> (Ljava/lang/String;)V
    ATHROW // <-- Eeek, where'd my RETURN instruction go?!
   L2
    LOCALVARIABLE this Lcom/stackoverflow/sandbox/DecompileThis; L0 L2 0
    MAXSTACK = 3
    MAXLOCALS = 1
}

The rules of ATHROW 表示引用已弹出，如果有异常处理程序，that 将包含处理异常的指令地址。否则，它会从堆栈中移除。

我们从不明确地return，因此意味着我们永远不会完成对象的构造。因此，可以认为该对象处于不稳定的半初始化状态，all the while obeying compile-time rules - 也就是说，所有语句都是可访问的。

在静态字段的情况下，由于它不被视为实例变量，而是类变量，因此允许这种调用似乎是错误的。可能值得提交一个错误。

---

回想起来，它确实在上下文中有些意义，因为以下 Java 声明是合法的，并且方法体与构造函数体是一致的：

public boolean trueOrDie(int val) {
    if(val > 0) {
        return true;
    } else {
        throw new IllegalStateException("Non-natural number!?");
    }
}

Answer 2

据我了解，我们都是开发人员，所以我相信我们不会在我们中间找到真正的回应...这与编译器内部有关...我认为是一个错误，或者至少是不受欢迎的行为。

不包括具有某种增量编译器的 Eclipse（因此能够立即检测到问题），命令行 javac 执行一次性编译。现在，第一个 sn -p

public class StaticFinal {
    private final static int i ;
}

这与使用空构造函数（如第一个示例）基本相同，会引发编译时错误，这很好，因为符合规范。

在第二个sn-p中，我认为编译器存在错误；似乎编译器会根据构造函数的操作做出一些决定。如果你尝试编译这个，这一点会更明显，

public class StaticFinal
{
    private final static int i ;

    public StaticFinal() 
    {
        throw new RuntimeException("Can't instantiate"); 
    }
}

这比你的例子更奇怪，因为未经检查的异常没有在方法签名中声明，并且只会在运行时发现（至少这是我在阅读这篇文章之前的想法）。

观察我可以说的行为（但根据规范是错误的）。

对于静态最终变量，编译器会尝试查看它们是否被显式初始化，或者在静态初始化程序块中初始化，但是，出于某种奇怪的原因，它也在构造函数中寻找一些东西：

• 如果它们在构造函数中被初始化，编译器会产生错误（你不能为最终的静态变量赋值）
• 如果构造函数为空，编译器将产生错误（如果编译第一个示例，即具有显式零参数构造函数的示例，编译器会中断，指示构造函数的右括号作为错误行）。
• 如果由于构造函数未完成而无法实例化类因为抛出异常（例如，如果您编写 System.exit(1) 而不是抛出异常，则情况并非如此。 ..它不会编译！），然后将默认值分配给静态变量（！）

Answer 3

我想说这仅仅是因为当你添加Throws 时，你基本上是在处理错误，所以编译器会“哦，好吧，他可能知道他当时在做什么”。毕竟，它仍然会产生运行时错误。

Answer 4

添加一个main方法后，使代码打印i。代码打印值 0。这意味着 java 编译器自动将 i 初始化为值 0。 我在 IntelliJ 中编写了它，并且必须禁用代码检查才能构建代码。否则它不会让我在抛出异常之前给我同样的错误。

JAVA 代码：未初始化

public class StaticFinal {
    private final static int i;
    public StaticFinal(){
        throw new InstantiationError("Can't instantiate!");
    }

    public static void main(String args[]) {
        System.out.print(i);
    }

}

反编译

一模一样

JAVA 代码：已初始化

public class StaticFinal {
    private final static int i = 0;
    public StaticFinal(){
        throw new InstantiationError("Can't instantiate!");
    }

    public static void main(String args[]) {
        System.out.print(StaticFinal.i);
    }

}

反编译

public class StaticFinal
{

    public StaticFinal()
    {
        throw new InstantiationError("Can't instantiate!");
    }

    public static void main(String args[])
    {
        System.out.print(0);
    }

    private static final int i = 0;
}

反编译代码后发现并非如此。因为反编译的代码和原来的代码是一样的。唯一的另一种可能性是初始化是通过 Java 虚拟机完成的。我所做的最后更改足以证明情况确实如此。

你发现这个必须说好。

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