谜题40:不情愿的构造器

≯℡__Kan透↙ 提交于 2020-04-08 13:57:47

尽管在一个方法声明中看到一个throws子句是很常见的,但是在构造器的声明中看到一个throws子句就很少见了。下面的程序就有这样的一个声明。那么,它将打印出什么呢?

public class Reluctant {

    private Reluctant internalInstance = new Reluctant();

    public Reluctant() throws Exception {

        throw new Exception("I‘m not coming out");

    }

    public static void main(String[] args) {

        try {

            Reluctant b = new Reluctant();

            System.out.println("Surprise!");

        } catch (Exception ex) {

            System.out.println("I told you so");

        }

    }

}

main方法调用了Reluctant构造器,它将抛出一个异常。你可能期望catch子句能够捕获这个异常,并且打印I told you so。凑近仔细看看这个程序就会发现,Reluctant实例还包含第二个内部实例,它的构造器也会抛出一个异常。无论抛出哪一个异常,看起来main中的catch子句都应该捕获它,因此预测该程序将打印I told you应该是一个安全的赌注。但是当你尝试着去运行它时,就会发现它压根没有去做这类的事情:它抛出了StackOverflowError异常,为什么呢?

与大多数抛出StackOverflowError异常的程序一样,本程序也包含了一个无限递归。当你调用一个构造器时,实例变量的初始化操作将先于构造器的程序体而运行[JLS 12.5]。在本谜题中, internalInstance变量的初始化操作递归调用了构造器,而该构造器通过再次调用Reluctant构造器而初始化该变量自己的internalInstance域,如此无限递归下去。这些递归调用在构造器程序体获得执行机会之前就会抛出StackOverflowError异常,因为StackOverflowError是Error的子类型而不是Exception的子类型,所以catch子句无法捕获它。

对于一个对象包含与它自己类型相同的实例的情况,并不少见。例如,链接列表节点、树节点和图节点都属于这种情况。你必须非常小心地初始化这样的包含实例,以避免StackOverflowError异常。

至于本谜题名义上的题目:声明将抛出异常的构造器,你需要注意,构造器必须声明其实例初始化操作会抛出的所有被检查异常。下面这个展示了常见的“服务提供商”模式的程序,将不能编译,因为它违反了这条规则:

public class Car {

     private static Class engineClass = ...; 

     private Engine engine = 

             (Engine)enginClass.newInstance();

     public Car(){ }

}

尽管其构造器没有任何程序体,但是它将抛出两个被检查异常,InstantiationException和IllegalAccessException。它们是Class.Instance抛出的,该方法是在初始化engine域的时候被调用的。订正该程序的最好方式是创建一个私有的、静态的助手方法,它负责计算域的初始值,并恰当地处理异常。在本案中,我们假设选择engineClass所引用的Class对象,保证它是可访问的并且是可实例化的。

下面的Car版本将可以毫无错误地通过编译:

//Fixed - instance initializers don’t throw checked exceptions

public class Car {

     private static Class engineClass = ...;

     private Engine engine = newEngine;

     private static Engine newEngine() {

           try {

                  return (Engine)engineClass.newInstance();

          } catch (IllegalAccessException e) {

                 throw new AssertionError(e);

         } catch (InstantiationException e) {

                 throw new AssertionError(e);

         }

     }

     public Car(){ }

}

总之,实例初始化操作是先于构造器的程序体而运行的。实例初始化操作抛出的任何异常都会传播给构造器。如果初始化操作抛出的是被检查异常,那么构造器必须声明也会抛出这些异常,但是应该避免这样做,因为它会造成混乱。最后,对于我们所设计的类,如果其实例包含同样属于这个类的其他实例,那么对这种无限递归要格外当心。

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