Por que o array [idx ++] + = "a" aumenta o idx uma vez no Java 8, mas duas vezes no Java 9 e 10?

Para um desafio, um colega jogador de código escreveu o seguinte código :

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);
    }
  }
}

Ao executar esse código no Java 8, obtemos o seguinte resultado:

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 

Ao executar esse código no Java 10, obtemos o seguinte resultado:

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 

A numeração é totalmente desativada usando Java 10. Então, o que está acontecendo aqui? É um bug no Java 10?

Acompanhamento dos comentários:

• O problema aparece quando compilado com o Java 9 ou posterior (o encontramos no Java 10). Compilar esse código no Java 8 e, em seguida, executar no Java 9 ou em qualquer versão posterior, incluindo acesso antecipado ao Java 11, fornece o resultado esperado.
• Esse tipo de código não é padrão, mas é válido de acordo com as especificações. Foi encontrado por Kevin Cruijssen em uma discussão em um desafio de golfe , daí o caso de uso estranho encontrado.

• Didier L descobriu que o problema pode ser reproduzido com o código muito menor e mais compreensível:

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

  Resultado quando compilado no Java 8:

  evaluated

  Resultado quando compilado no Java 9 e 10:

  evaluated
  evaluated

• O problema parece estar limitado à concatenação e operador de atribuição ( +=) com uma expressão com efeito secundio (s) como operando à esquerda, como no array[test()]+="a", array[ix++]+="a", test()[index]+="a", ou test().field+="a". Para ativar a concatenação de cadeias, pelo menos um dos lados deve ter um tipo String. A tentativa de reproduzir isso em outros tipos ou construções falhou.

Este é um erro ao javaciniciar o JDK 9 (que fez algumas alterações em relação à concatenação de strings, que suspeito que seja parte do problema), conforme confirmado pela javacequipe sob o ID de bug JDK-8204322 . Se você olhar o código de código correspondente para a linha:

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

Isto é:

  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

Onde o último aaloadé a carga real da matriz. No entanto, a parte

  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

Que corresponde aproximadamente à expressão array[i++%size](menos a carga e o armazenamento reais), está lá duas vezes. Isso está incorreto, como diz a especificação em jls-15.26.2 :

Uma expressão de atribuição composta do formulário E1 op= E2é equivalente a E1 = (T) ((E1) op (E2)), onde Té o tipo de E1, exceto que E1é avaliada apenas uma vez.

Portanto, para a expressão array[i++%size] += i + " ";, a parte array[i++%size]deve ser avaliada apenas uma vez. Mas é avaliado duas vezes (uma vez para a carga e outra para a loja).

Então, sim, isso é um bug.

Algumas atualizações:

O bug foi corrigido no JDK 11 e haverá uma porta traseira para o JDK 10 (mas não o JDK 9, pois ele não recebe mais atualizações públicas ).

Aleksey Shipilev menciona na página da JBS (e @DidierL nos comentários aqui):

Solução alternativa: compile com -XDstringConcat=inline

Isso voltará a usar StringBuilderpara fazer a concatenação e não possui o bug.