记录一个因变量遮蔽引起的“友尽”级bug
之前在翻译学习EOPL过程中回顾以前的代码时发现一个让人后背发凉的隐患,一种极其罕见、但是一旦出现就难以发现并可能造成非常大影响的bug,本文就记录下这个问题。
问题场景
下面来看一段常见的示例程序:
public class DemoActivity extends Activity {public static final String TAG = DemoActivity.class.getSimpleName();@Overrideprotected void onCreate(@Nullable Bundle savedInstanceState) {super.onCreate(savedInstanceState);setContentView(R.layout.activity_main);findViewById(R.id.btn_test).setOnClickListener(new BaseClickListener() {@Overrideprotected void onClicked(View v) {Log.i(TAG, "onClicked: clicked");}});}
}
这是一个防止快速点击的示例,这个程序中类DemoActivity
包含了一个BaseClickListener
的匿名内部类,然后这个类中引用了外部类的声明的变量TAG
(好像是这样)。但事实上,BaseClickListener
的实现是这样的:
public abstract class BaseClickListener implements View.OnClickListener {public static final String TAG = BaseClickListener.class.getSimpleName();private long lastClickTime = 0L;@Overridepublic final void onClick(View v) {long currentTime = System.currentTimeMillis();if (currentTime - lastClickTime >= 500) {onClicked(v);} else {Log.d(TAG, "onClick: click to fast");}lastClickTime = currentTime;}protected abstract void onClicked(View v);
}
因此在DemoActivity
中匿名内部类引用的其实是BaseClickListener
类中声明的TAG
。这里发生了变量遮蔽的现象,而且还是一种不可见的、“隐式”的遮蔽。这种遮蔽的存在使得外部文件的修改可以直接影响当前文件的语义。
试想,这两个类属于不同的模块,甚至不同的项目,使用BaseClickListener
的人甚至有可能不会去看源码、甚至拿不到源码,而编写BaseClickListener
的人更不会考虑DemoActivity
的实现。一开始BaseClickListener
类中可能没有TAG
变量,DemoActivity
中对TAG
的引用指向DemoActivity.TAG
,后来BaseClickListener
引入了这个变量,这时候,不管是DemoActivity
的开发者还是BaseClickListener
的开发者都不知道这里出了问题,而DemoActivity
的程序语义已经发生了改变。
上述示例程序中问题范围仅仅是打印日志,所以影响范围有限。但如果换成其他的变量,比如常见的id
、rootView
、name
、content
、currentTime
、count
等等等等,那么运气好的情况下直接编译不过,运气不好的情况程序崩溃甚至数据污染,而且这个问题需要通过跟踪变量引用才能发现,光肉眼看还可能看不出来。
我还没有在实际项目中遇到过这个问题,但如果真的遇到了,那我可能要跟我的同事“友尽”了,因此将其列为“友尽”级bug。
问题分析
上面问题产生原因如下:
- 这是“隐式”发生的遮蔽,还是无意识的遮蔽,且遮蔽跨越多文件;
- 变量/常量/方法声明定义与使用跨多文件,且引用采用简化形式,并非完全形式;
首先简要谈谈遮蔽(shadow)。(之所以简要,是因为这个概念结合作用域、上下文来讲比较容易讲透,这个另外在写文章总结)
遮蔽在现在大部分流行语言里都或多或少出现一点,除了上面展示的,还有例如下面javascript程序中典型的遮蔽:
function outer(x){function inner(x){{let x = 3console.log("x1:" + x)// x = 3}console.log("x2:" + x)// x = 2}console.log("x3:" + x)// x = 1inner(x + 1)
}outer(1)
这种遮蔽还相对安全,因为是可见范围内发生的显式遮蔽。但是Java的类作用域与词法作用域结合使得可以发生隐式的遮蔽,只要出现内部类,不管是成员域还是方法甚至局部变量都有可能发生这类遮蔽。这是语言设计中的意外,对于语言使用者来说难以避免这类问题。
一点点建议
- 最差的建议:避免使用内部类;
- 次好的建议:对于类的成员域以及方法的访问采用全限定名,比如:
OuterClass.this.name
- 较好的建议:外部类可使用简写来引用成员域或方法,内部类则采用全名。
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