Java“空白的final字段可能尚未初始化”匿名接口与Lambda表达式

Question

我最近遇到了错误消息“空白的最终字段obj可能尚未初始化”。

如果您尝试引用可能尚未分配值的字段，通常就是这种情况。示例类：

public class Foo {
    private final Object obj;
    public Foo() {
        obj.toString(); // error           (1)
        obj = new Object();
        obj.toString(); // just fine       (2)
    }
}

我使用Eclipse。在该行中，(1)我得到了错误，在该行中，(2)一切正常。 到目前为止，这是有道理的。

接下来，我尝试obj在构造函数内部创建的匿名接口中访问。

public class Foo {
    private Object obj;
    public Foo() {
        Runnable run = new Runnable() {
            public void run() {
                obj.toString(); // works fine
            }
        };
        obj = new Object();
        obj.toString(); // works too
    }
}

这也行得通，因为obj在创建界面的那一刻我无法访问。我也可以将实例传递到其他地方，然后初始化对象obj，然后运行接口。（但是，null在使用之前进行检查是适当的）。
还是有道理的。

但是现在，我Runnable使用 lambda表达式将 实例 的创建缩短为 burger-arrow版本：

public class Foo {
    private final Object obj;
    public Foo() {
        Runnable run = () -> {
            obj.toString(); // error
        };
        obj = new Object();
        obj.toString(); // works again
    }
}

这是我无法再关注的地方。在这里，我再次得到警告。我知道，编译器不会像通常的初始化那样处理lambda表达式，它不会“将其替换为长版本”。但是，为什么这会影响以下事实：run()在Runnable对象创建时我没有在方法中运行代码部分？
在 调用 之前，
我仍然可以进行初始化run()。因此从技术上讲，这里可能不会遇到NullPointerException。（尽管也最好在null这里进行检查。但这是另一个约定。）

我犯了什么错误？lambda的处理方式有何不同，以至于它影响我的对象使用方式？

感谢您的进一步解释。

Answer 1

我无法使用Eclipse的编译器重现您最后一个案例的错误。

但是，我可以想象的Oracle编译器的理由如下：在lambda中，obj必须在声明时捕获的值。也就是说，在lambda主体中声明它时必须对其进行初始化。

但是，在这种情况下，Java应该捕获Foo实例的值而不是obj。然后，它可以obj通过（初始化的）Foo对象引用进行访问并调用其方法。Eclipse编译器就是这样编译您的代码。

这在规范中有所暗示，在这里：

方法参考表达式评估的时间比lambda表达式（第15.27.4节）要复杂。当方法引用表达式的::分隔符之前具有表达式（而不是类型）时，将立即对该子表达式求值。
存储评估结果，直到调用相应功能接口类型的方法为止
；此时，结果将用作调用的目标参考。这意味着::分隔符之前的表达式仅在程序遇到方法引用表达式时才被评估，并且不会在后续对功能接口类型的调用时被重新评估。

类似的事情发生了

Object obj = new Object(); // imagine some local variable
Runnable run = () -> {
    obj.toString(); 
};

想象一下obj，当执行lambda表达式代码时，它是一个局部变量，将obj被求值并生成一个引用。此引用存储在Runnable创建的实例的字段中。当run.run()被调用时，例如使用存储的参考值。

如果obj未初始化，则不会发生这种情况。例如

Object obj; // imagine some local variable
Runnable run = () -> {
    obj.toString(); // error
};

Lambda无法捕获的值obj，因为它尚无值。它实际上等效于

final Object anonymous = obj; // won't work if obj isn't initialized
Runnable run = new AnonymousRunnable(anonymous);
...
class AnonymousRunnable implements Runnable {
    public AnonymousRunnable(Object val) {
        this.someHiddenRef = val;
    }
    private final Object someHiddenRef;
    public void run() {
        someHiddenRef.toString(); 
    }
}

这就是Oracle编译器当前如何运行您的代码片段。

但是，Eclipse编译器不是捕获的值obj，而是捕获this（Foo实例的）值。它实际上等效于

final Foo anonymous = Foo.this; // you're in the Foo constructor so this is valid reference to a Foo instance
Runnable run = new AnonymousRunnable(anonymous);
...
class AnonymousRunnable implements Runnable {
    public AnonymousRunnable(Foo foo) {
        this.someHiddenRef = foo;
    }
    private final Foo someHiddenFoo;
    public void run() {
        someHiddenFoo.obj.toString(); 
    }
}

这很好，因为您假设Foo实例在run调用时已完全初始化。