为什么数组[idx++]+=“a”在Java 8中增加了一次idx，而在Java 9和10中增加了两次？

Question

对于一个挑战，一位code golfer同伴编写了以下代码：

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中运行这段代码时，我们得到如下结果：

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中运行这段代码时，我们得到如下结果：

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的数字是完全关闭的。那么这里到底发生了什么？是Java 10号的bug吗？

>

这个问题出现在Java书9或更高版本中（我们在Java书10中找到）。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，会得到预期的结果。

这种代码是非标准的，但根据规范是有效的。它是由Kevin Cruijssen在一次高尔夫球挑战赛的讨论中发现的，因此遇到了奇怪的用例。

Didier L发现，这个问题可以用小得多、更易理解的代码再现：

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

Java 8：

evaluated

在Java 9和10中汇编的结果：

evaluated
evaluated

这个问题似乎只限于字符串串联和赋值运算符(+=)的左操作数带有一个带有副作用的表达式，如数组[test()]+=“a”、数组[ix++]+=“a”、test()[index]+=“a”或test().field+=“a”。若要启用字符串级联，至少其中一个边必须具有string类型。尝试在其他类型或构造上复制此操作失败。

Answer 1

这是从JDK 9开始的javac中的一个bug（它对字符串级联做了一些更改，我怀疑这是问题的一部分），javac小组以bug id JDK-8204322确认了这一点。如果查看行的相应字节码：

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

它是：

  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是来自数组的实际负载。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

它大致对应于表达式数组[i++%size]（减去实际的负载和存储）,在其中出现两次。这是不正确的，正如JLS-15.26.2中的规范所说：

形式为E1 op=E2的复合赋值表达式等价于E1=(T)((E1)op(E2))，其中T是E1的类型，不同的是E1只求一次值。

因此，对于表达式数组[i++%size]+=i+“”；，部分数组[i++%size]应该只计算一次。但会对其进行两次评估（一次针对负载，一次针对存储）。

所以是的，这是一个虫子。

这个错误在JDK11中被修复，并且将有一个到JDK10的后端口（但不是JDK9，因为它不再接收公共更新）。

Aleksey Shipilev在JBS页面上提到（这里的评论中有@didierl):

解决方法：使用-XDStringConcat=inline编译

这将恢复到使用stringbuilder来进行级联，并且不会有这个错误。