为什么 array[idx++]+=“a” 在 Java 8 中增加了 idx 一次，而在 Java 9 和 10 中增加了两次？

Question

为了挑战，一位代码高尔夫球手编写了以下代码：

import java.util.*;
public class Main {
  public static void main(String[] args) {
    int size = 3;
    String[] array = new String[size];
    Arrays.fill(array, "");
    for(int i = 0; i <= 100; ) {
      array[i++%size] += i + " ";
    }
    for(String element: array) {
      System.out.println(element);
    }
  }
}

在 Java 8 中运行此代码时，我们得到以下结果：

1 4 7 10 13 16 19 22 25 28 31 34 37 40 43 46 49 52 55 58 61 64 67 70 73 76 79 82 85 88 91 94 97 100 
2 5 8 11 14 17 20 23 26 29 32 35 38 41 44 47 50 53 56 59 62 65 68 71 74 77 80 83 86 89 92 95 98 101 
3 6 9 12 15 18 21 24 27 30 33 36 39 42 45 48 51 54 57 60 63 66 69 72 75 78 81 84 87 90 93 96 99 

在 Java 10 中运行此代码时，我们得到以下结果：

2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 34 36 38 40 42 44 46 48 50 52 54 56 58 60 62 64 66 68 70 72 74 76 78 80 82 84 86 88 90 92 94 96 98 
2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 34 36 38 40 42 44 46 48 50 52 54 56 58 60 62 64 66 68 70 72 74 76 78 80 82 84 86 88 90 92 94 96 98 100 102 
2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 34 36 38 40 42 44 46 48 50 52 54 56 58 60 62 64 66 68 70 72 74 76 78 80 82 84 86 88 90 92 94 96 98 100 

使用 Java 10 完全不进行编号。那么这里发生了什么？ 这是 Java 10 中的错误吗？

来自评论的跟进：

• 使用 Java 9 或更高版本（我们在 Java 10 中发现）编译时会出现此问题。 在 Java 8 上编译此代码，然后在 Java 9 或任何更高版本（包括 Java 11 早期访问）中运行，会给出预期的结果。
• 这种代码是非标准的，但根据规范是有效的。 它是由Kevin Cruijssen在一次高尔夫挑战中的讨论中发现的，因此遇到了奇怪的用例。

• Didier L发现这个问题可以用更小更易理解的代码重现：

   class Main { public static void main(String[] args) { String[] array = { "" }; array[test()] += "a"; } static int test() { System.out.println("evaluated"); return 0; } }

  在 Java 8 中编译时的结果：

   evaluated

  在 Java 9 和 10 中编译时的结果：

   evaluated evaluated

• 该问题似乎仅限于字符串连接和赋值运算符（ += ），其中带有副作用的表达式作为左操作数，例如array[test()]+="a" , array[ix++]+="a" 、 test()[index]+="a"或test().field+="a" 。 要启用字符串连接，至少一侧必须具有String类型。 尝试在其他类型或构造上重现此失败。

Answer 1

这是javac从 JDK 9 开始的一个错误（它对字符串连接进行了一些更改，我怀疑这是问题的一部分），正如javac团队在错误 ID JDK-8204322 下所确认的那样。 如果您查看该行的相应字节码：

array[i++%size] += i + " ";

这是：

  21: aload_2
  22: iload_3
  23: iinc          3, 1
  26: iload_1
  27: irem
  28: aload_2
  29: iload_3
  30: iinc          3, 1
  33: iload_1
  34: irem
  35: aaload
  36: iload_3
  37: invokedynamic #5,  0 // makeConcatWithConstants:(Ljava/lang/String;I)Ljava/lang/String;
  42: aastore

其中最后一个aaload是来自阵列的实际负载。 然而，该部分

  21: aload_2             // load the array reference
  22: iload_3             // load 'i'
  23: iinc          3, 1  // increment 'i' (doesn't affect the loaded value)
  26: iload_1             // load 'size'
  27: irem                // compute the remainder

大致对应于表达式array[i++%size] （减去实际加载和存储），在那里两次。 这是不正确的，正如jls-15.26.2 中的规范所说：

E1 op= E2形式的复合赋值表达式等价于E1 = (T) ((E1) op (E2)) ，其中T是E1的类型，只是E1只计算一次。

所以，对于表达式array[i++%size] += i + " "; ，部分array[i++%size]应该只计算一次。 但它会被评估两次（一次用于负载，一次用于存储）。

所以是的，这是一个错误。

---

一些更新：

该错误已在 JDK 11 中修复，并被反向移植到 JDK 10（此处和此处），但不会移植到 JDK 9，因为 它不再接收公共更新。

Aleksey Shipilev 在JBS 页面上提到（和@DidierL 在这里的评论中）：

解决方法：使用-XDstringConcat=inline编译

这将恢复使用StringBuilder进行连接，并且没有错误。