将单例对象编码为惰性值

Question

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我们正在为 Scala 程序开发静态验证器（this Master's thesis 中描述的早期工作），当前的重点在于验证涉及惰性求值的 Scala 功能。我们主要对特征的语义（行为）感兴趣，而不是其他（尽管如此重要）方面，例如可理解性或简洁性。

为了简化事情，我们暂时忽略了单例对象可能具有的特殊角色。例如，有些是伴生对象（这可能与它们的惰性性质正交），或者有些是包对象。

惰性 val 和单例对象的属性

延迟验证

假设一个惰性值

lazy val v = I

I 是 initialiser 块，即确定惰性值的值的代码。初始化程序块 I 在第一次取消引用惰性 val v 时执行。

单例对象

假设一个单例对象

object Foo {
  C1

  val v1 = I1
  var v2 = I2
  lazy val v3 = I3
  def m() {C2}
}

其中C1 是构成对象Foo 的构造函数的代码，其中I1 到I3 又是初始化块，其中C2 是方法m 的主体。当对象Foo第一次被使用（取消引用，或分配给一个变量/字段），然后C1, I1和I2被执行。 I3 仅在取消引用 Foo.v3 时执行（因为 v3 是一个惰性 val）并且每当调用 m 时都会执行 C2。

问题

考虑Foo 的这个版本，其中单例对象已由惰性 val 和匿名类编码：

// Should probably sit in a package object
lazy val Foo = new {
  C1

  val v1 = I1
  var v2 = I2
  lazy val v3 = I3
  def m() {C2}
}

谁能想到为什么将单例对象 Foo 编码为惰性 val 会显示出与原始单例对象不同的行为的原因？也就是说，是否存在（角落）编码版本与原始代码具有不同语义的情况？

Answer 1

至少有一个主要的语义差异，我在下面解释了这一点。我认为在多线程上下文中存在一些极端情况，因为对象是在其类的 静态初始化程序 期间创建的，而静态初始化程序与锁有一种奇怪的交互。但是我不是JVM多线程专家，所以不知道具体情况。

无论如何，即使在单线程上下文中也会发生这种情况（并且 至少在Manifests 的实现中使用，并且可能在当前的ClassTags 中使用标准库）。

考虑以下两个对象：

object A {
  val other = B
}
object B {
  val other = A
}

这是有效的 Scala 代码，访问 A.other 或 B.other 将正确返回另一个。这是因为A 的“val”在调用超级构造函数之后被初始化。本质上，您可以以某种方式将上述对象翻译成这个“低级”代码：

private var instanceA: AClass = null
def A(): AClass = {
  if (instanceA == null)
    new AClass
  instanceA
}
class AClass {
  def this() = {
    // reification of the constructor of A
    super()
    instanceA = this
    this.other = B()
  }
}

当然，B 也是类似的翻译。可以看到，在调用B()初始化A.other的时候，全局变量instanceA已经被初始化了。因此，当B被创建并访问A()以初始化B.other时，def A()将立即返回A的正确实例。

lazy vals 没有这种早期初始化，因此将对象编码为简单的lazy vals 将无法运行。访问任何一个对象都会“死锁”，唯一的线程在等待自己。