在Java中使用循环定义会出现哪些问题

马嘉楠 2006-10-19

在上一篇文章《 inconstant constants ( 变化无常的常量 ) 》的基础上,我们再来研究一下在 Java 中使用循环定义会出现哪些问题。

老规矩，代码伺候 ^+^

例1：

public class ClassX{
   public static final intX = 2* ClassY.Y;
}

public class ClassY{
   public static final intY =ClassZ.Z+ 1 ;
}

public class ClassZ extends ClassX{
   public static final int Z= X + 3 ;
}

public class ClassTest{
   public static void main(String[] args){
      System.out.println(ClassX.X + ClassY.Y + ClassZ.Z);
   }
}

代码中的static final变量X，Y，Z，循环定义。

你可以先想一下，这个值会是多少？看看与实际结果是否一致。

输出结果：

现在对ClassTest.java进行一点修改，如下：

例2：

public class ClassTest{
   public staticvoid main(String[] args){
      System.out.println(ClassZ.Z + ClassY.Y + ClassX.X);
   }
}

两次的输出结果会一样么？
我既然这么问了，你肯定会说不一样，那你知道原因么？你知道这次的输出结果么？
可以先思考一下。

输出结果：

让我来告诉你这是怎么回事。

我们可以看见，对于三个staitc final 变量 X，Y，Z，他们的初始化表达式是循环定义的。在编译期间不能确定它们的值，所以它们是运行期间常量( runtime constants )，编译器不会进行常量替换。
而且每个表达式的计算将会依赖于类装载的顺序。

例如，为了计算出例1中的 ClassTest 结果，我们可以预见，ClassX 是第一个被装载的类，但是第一个完成初始化的类却是 ClassZ.

让我们一步一步看看都发生了什么。

1.   X = 2 * ClassY.Y;      计算X，需要知道ClassY.Y的值，下一步计算Y值
2.   Y = ClassZ.Z + 1;      计算Y，需要知道ClassZ.Z的值，下一步计算Z值
3.   Z = X + 3;                计算Z，需要知道X的值，而此时X的值还没有被计算出来(又转回来了，居然是个圈，呵呵^+^)，所以我们使用X的默认值0。

因此：
      Z = 3;
      Y = 4;
      X = 8;

所以 ClassX.X + ClassY.Y + ClassZ.Z = 15

例2当中，也是同一道理
不同的是，ClassZ是第一个被装载的类，ClassX是第一个完成初始化的类
1. Z = X + 3;
2. X = 2 * ClassY.Y;
3. Y = ClassZ.Z + 1;(此时使用Z的默认值0)

因此：
      Y = 1;
      X = 2;
      Z = 5;

所以 ClassZ.Z + ClassY.Y + ClassX.X = 8

只是简单的改变的输出顺序，结果却截然不同。哪一个才是你想要得结果呢？

我的例子看起来有点挖空心思钻牛角尖，但是在大型项目当中，也许就会出现与例子当中相同的循环定义，如果真的存在的话，那么在纷繁的代码当中想要发现循环定义可不是件容易的事情。

如果独立看每一个定义的话，似乎都可以进行常量替换，看不出任何问题。但是这样的代码在不久的将来就会引发问题，而且不易被我们所察觉。

在你的应用程序当中不经意的代码改变（例如示例代码中我们只是改变了输出顺序，却产生了截然不同的结果），就会导致不同的类装载顺序和计算顺序，或者在并发的线程调度中，可能也会导致致不同的类装载顺序和计算顺序。不幸的是，大多数编译器不认为这种代码是错误，也不会对编程人员给出任何警告。

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