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

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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.

Olivier Grégoire
fonte
5
Comentários não são para discussão prolongada; esta conversa foi movida para o bate-papo .
Samuel Liew
13
@JollyJoker É limitado a +=aplicado a Stringreferências indiretas . Então, primeiro, sua matriz deve ser a String[]. O problema não ocorre com int[], long[]e amigos. Mas sim, você está basicamente certo!
Olivier Grégoire
2
@ OlivierGrégoire a matriz não precisa ser String[]. Se é Object[]e você faz array[expression] += "foo";, é o mesmo. Mas sim, não se aplica a matrizes primitivas, como deve ser capaz de manter referências de tipo String( Object[], CharSequence[], Comparable[], ...), para armazenar o resultado da concatenação.
Holger
30
Isso foi atribuído ao ID de bug JDK-8204322 .
Stuart Marcas
1
@StuartMarks thanks! Isso foi integrado na resposta: eu realmente queria manter a pergunta em questão, sobre se é normal ou um bug. No entanto, poderíamos ser mais explícitos sobre o ID do bug na resposta. Eu vou adaptá-lo agora.
Olivier Grégoire

Respostas:

625

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.

Jorn Vernee
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34
A propósito, isso se aplica a toda a expressão do lado esquerdo, não apenas ao índice que fornece subexpressão. Essa expressão pode ser arbitrariamente complexa. Veja, por exemplo IntStream.range(0, 10) .peek(System.out::println).boxed().toArray()[0] += "";
Holger
9
@ Holger O lado esquerdo nem precisa envolver matrizes, o problema também ocorre com um simples test().field += "sth".
Didier L
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Não que isso importe, o comportamento é terrivelmente quebrado qualquer maneira, mas a primeira avaliação é para a loja e o segundo para a carga, de modo que array[index++] += "x";vai ler array[index+1]e escrever array[index]...
Holger
5
@ TheCoder Sim, acho que sim. O JDK 9 não é uma versão de suporte a longo prazo (LTS). O JDK 8 foi, e a próxima versão do LTS é o JDK 11. Veja aqui: oracle.com/technetwork/java/javase/eol-135779.html Observe que as atualizações públicas do JDK 9 terminaram em março.
Jorn Vernee
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No JDK-8204322, Aleksey Shipilev sugeriu compilar -XDstringConcat=inlinecomo solução alternativa para aqueles que precisam.
Didier L