Java单例模式下x和y为什么输出不同的值？

Question

下面的代码中，为什么x和y分别输出0和1？为什么当我把这段代码：

private static Singleton instance = new Singleton();

从位置①放到位置②时，输出是1, 1？

   private static Singleton instance = new Singleton();
//①
private static int x = 0;

private static   int y;
//②
private Singleton()
{
    System.out.println("Starting add");
    x++;
    y++;
}

public static Singleton getInstance()
{
    return instance;
}

public static void main(String[] args)
{
    System.out.println("Starting Singleton");
    Singleton singleton = Singleton.getInstance();
    //Singleton singleton = new Singleton();
    System.out.println(singleton.x);
    System.out.println(singleton.y);
}

Answer 1

不要写这种代码。如您所知，这非常令人困惑。然而，根据规格，它是。虽然很奇怪。让我们通过相当多的步骤来解释这一点。这是关于复杂且通常不相关的细节的个别细节，这些细节结合起来解释了这种行为。

CTCs和初始化器的区别

想象一下这段代码：

public class Foo {
  private static final long MARK = System.currentTimeMillis();
}

显然，

MARK

的值无法在编译时确定 - 它被解释为“时间戳，就像初始化该字段时一样”，归结为“加载此类时”。这意味着第一次在任何地方引用

Foo

的任何代码时，必须执行一些代码。在此执行期间，上下文必须存在 - 这样的代码理论上可以引用

MARK

.

因此，

MARK

在0

开始

，这段代码被编译为：

public class Foo {
  private static final long MARK;

  static {
    // Until MARK is set, MARK is 0.
    MARK = System.currentTimeMillis();
  }
}

那是合法的 Java 代码（尝试它；编译它）——那是一个静态初始化器。运行

javap -c -v Foo

来查看这些内容。

这个：

public class Foo {
  private static final int FOO = 5;
}

非常不同。如果你在上面运行

javap -c -v Foo

，你会注意到根本没有静态初始化器。相反，5 是所谓的 CTC：编译时间常数。编译器自己解析它，并将这个值直接放入类文件中。在第一种情况下，

MARK

伪装成包含 0 的存在，然后在初始化期间设置它的值。但是，

FOO

立刻变成了价值 5 的存在

。

完全取决于 CTC 的定义方式，在您的代码中，

x

 和 

y 不符合条件；特别是

x

没有 具有常数值，那是因为要符合条件，该字段必须是

static

和

final

。显然，

singleton

也不是。因此，您的代码与：

 private static Singleton instance;
//①
private static int x;

private static   int y;
//②

static {
  instance = new Singleton();
  x = 0;
}

private Singleton()
{
    System.out.println("Starting add");
    x++;
    y++;
}

public static Singleton getInstance()
{
    return instance;
}

// ....
}

现在应该很明显为什么你得到 0/1 而不是预期的 1/1。首先，构造函数运行，

x

和

y

均为零。构造函数将它们设置为 1/1。然后，x 被设置为 0.

但是..忘了这一切

真正的问题是，这段代码很傻。您不创建单例和静态字段，这根本没有意义。构造函数不应该充当

static

上下文的初始值设定项。构造函数从根本上与实例相关。因此，永远不应该编写这段代码，它自相矛盾，你需要从头到尾了解 JLS 才能了解甚至发生了什么。

单例的一般方法是拥有所有非静态内容，除了包含单例及其访问器的字段：

class Foo {
  private static final Foo INSTANCE = new Foo();
  private int x = 0;
  private int y;

  private Foo() {
    x++;
    y++;
  }

  public static Foo getInstance() { return INSTANCE; }
}

以上工作正常。

或者，如果您有需要初始化的静态事物，请编写一个实际的静态初始化程序。如果你有这个，单身人士通常没有意义 - 只需将所有内容设为静态，此时单身人士将毫无意义：

public class Foo {
  private static int x = 0;
  private static int y = 0;

  static {
    x++;
    y++;
  }
}

也很好用（x 和 y 在这两个片段中都是 1 和 1）。