JLS 是否需要内联最终字符串常量？

Question

我在处理一些字节码时遇到了一个问题，其中某个 final String 常量没有被 Java 编译器 (Java 8) 内联，请参见下面的示例：

public class MyTest
{
  private static final String ENABLED  = "Y";
  private static final String DISABLED = "N";

  private static boolean isEnabled(String key) {
      return key.equals("A");
  }

  private static String getString(String key, String value) {
      return key + value;
  }

  public static void main(String[] args) throws Exception {
    String flag = getString("F", isEnabled("A") ? ENABLED : DISABLED);
    System.out.println(flag);

    String flag2 = getString("F", isEnabled("A") ? ENABLED : DISABLED);
    System.out.println(flag2);
  }
}

使用 javac (1.8.0_101) 生成的字节码

public static void main(java.lang.String[]) throws java.lang.Exception;
    descriptor: ([Ljava/lang/String;)V
    flags: ACC_PUBLIC, ACC_STATIC
    Code:
      stack=2, locals=3, args_size=1
         0: ldc           #8                  // String F
         2: ldc           #2                  // String A
         4: invokestatic  #9                  // Method isEnabled:(Ljava/lang/String;)Z
         7: ifeq          16
        10: getstatic     #10                 // Field ENABLED:Ljava/lang/String;
        13: goto          19
        16: getstatic     #11                 // Field DISABLED:Ljava/lang/String;
        19: invokestatic  #12                 // Method getString:(Ljava/lang/String;Ljava/lang/String;)Ljava/lang/String;
        22: astore_1
        23: getstatic     #13                 // Field java/lang/System.out:Ljava/io/PrintStream;
        26: aload_1
        27: invokevirtual #14                 // Method java/io/PrintStream.println:(Ljava/lang/String;)V
        30: ldc           #8                  // String F
        32: ldc           #2                  // String A
        34: invokestatic  #9                  // Method isEnabled:(Ljava/lang/String;)Z
        37: ifeq          46
        40: getstatic     #10                 // Field ENABLED:Ljava/lang/String;
        43: goto          49
        46: getstatic     #11                 // Field DISABLED:Ljava/lang/String;
        49: invokestatic  #12                 // Method getString:(Ljava/lang/String;Ljava/lang/String;)Ljava/lang/String;
        52: astore_2
        53: getstatic     #13                 // Field java/lang/System.out:Ljava/io/PrintStream;
        56: aload_2
        57: invokevirtual #14                 // Method java/io/PrintStream.println:(Ljava/lang/String;)V
        60: return

您可以看到第二次访问字段ENABLED 和DISABLED 时，编译器没有内联它们的值（使用ldc），而是使用getstatic 直接访问该字段。使用其他编译器（Java 7、Eclipse）对其进行测试并没有触发相同的行为，并且常量始终是内联的。

这可以被认为是一个编译器错误，还是根据 JLS，它是否允许不一直内联字符串常量？

Answer 1

是的，规范要求“内联”行为：

13.1. The Form of a Binary

…

1. 对作为常量变量的字段（第 4.12.4 节）的引用必须在编译时解析为由常量变量的初始化程序表示的值 V。

   如果这样的字段是static，那么二进制文件的代码中不应存在对该字段的引用，包括声明该字段的类或接口。此类字段必须始终显示为已初始化（第 12.4.2 节）；不得观察该字段的默认初始值（如果不同于 V）。

   如果这样的字段不是static，则在二进制文件的代码中不应出现对该字段的引用，除非在包含该字段的类中。 （它将是一个类而不是一个接口，因为一个接口只有 static 字段。）该类应该具有在实例创建期间将字段的值设置为 V 的代码（第 12.5 节）。

注意，这如何准确地解决您的场景：“如果这样的字段是 static，那么在二进制文件的代码中不应存在对该字段的引用，包括声明字段”。

换句话说，如果你遇到一个不遵守这个的编译器，你就发现了一个编译器错误。

---

作为附录，查找此信息的起点是：

4.12.4. final Variables

…

常量变量是基本类型的final 变量或String 类型的变量，它使用常量表达式(§15.28) 进行初始化。变量是否为常量变量可能会影响类初始化（§12.4.1）、二进制兼容性（§13.1、§13.4.9）和明确赋值（§16 (Definite Assignment)）。