Java "The blank final field may not have been initialized" 匿名接口与 Lambda 表达式

Question

我最近遇到了错误消息 "The blank final field obj may not have been initialized"。

如果您尝试引用可能尚未分配给值的字段，通常就是这种情况。例子 class:

public class Foo {
    private final Object obj;
    public Foo() {
        obj.toString(); // error           (1)
        obj = new Object();
        obj.toString(); // just fine       (2)
    }
}

我使用Eclipse。在 (1) 行中我收到错误，在 (2) 行中一切正常。 到目前为止，这是有道理的。

接下来，我尝试在构造函数中创建的匿名接口中访问 obj。

public class Foo {
    private Object obj;
    public Foo() {
        Runnable run = new Runnable() {
            public void run() {
                obj.toString(); // works fine
            }
        };
        obj = new Object();
        obj.toString(); // works too
    }
}

这也有效，因为我在创建界面时没有访问 obj。我也可以将我的实例传递到其他地方，然后初始化对象 obj 然后运行我的界面。（然而，在使用它之前检查 null 是合适的）。 还是有道理的。

但现在我通过使用 lambda 表达式:

public class Foo { private final Object obj; public Foo() { Runnable run = () -> { obj.toString(); // error }; obj = new Object(); obj.toString(); // works again } }

这是我无法再关注的地方。在这里，我再次收到警告。我知道编译器不会像通常的初始化那样处理 lambda 表达式，它不会 "replace it by the long version"。但是，为什么这会影响我在创建 Runnable 对象时运行我的 run() 方法中的代码部分这一事实？我仍然能够在调用 run() 之前进行初始化 。所以从技术上讲，这里可能不会遇到 NullPointerException 。（虽然在这里也检查 null 会更好。但这个约定是另一个话题。）
我犯了什么错误？ lambda 的处理方式有何不同，以至于它会影响我的对象使用方式？
感谢您的进一步解释。

Answer 1

我无法使用 Eclipse 的编译器重现你最后一个案例的错误。

但是，我可以想象的 Oracle 编译器的推理如下：在 lambda 内部，必须在声明时捕获 obj 的值。即在lambda体内声明时必须初始化。

但是，在这种情况下，Java 应该捕获 Foo 实例的值而不是 obj。然后它可以通过（已初始化的）Foo 对象引用访问 obj 并调用其方法。这就是 Eclipse 编译器编译您的代码的方式。

规范中对此有所暗示，here:

The timing of method reference expression evaluation is more complex than that of lambda expressions (§15.27.4). When a method reference expression has an expression (rather than a type) preceding the :: separator, that subexpression is evaluated immediately. The result of evaluation is stored until the method of the corresponding functional interface type is invoked; at that point, the result is used as the target reference for the invocation. This means the expression preceding the :: separator is evaluated only when the program encounters the method reference expression, and is not re-evaluated on subsequent invocations on the functional interface type.

类似的事情发生在

Object obj = new Object(); // imagine some local variable
Runnable run = () -> {
    obj.toString(); 
};

假设obj是一个局部变量，当执行lambda表达式代码时，obj被评估并产生一个引用。此引用存储在创建的 Runnable 实例中的一个字段中。当调用 run.run() 时，实例使用存储的参考值。

如果 obj 未初始化，则不会发生这种情况。例如

Object obj; // imagine some local variable
Runnable run = () -> {
    obj.toString(); // error
};

lambda 无法捕获 obj 的值，因为它还没有值。它实际上等同于

final Object anonymous = obj; // won't work if obj isn't initialized
Runnable run = new AnonymousRunnable(anonymous);
...
class AnonymousRunnable implements Runnable {
    public AnonymousRunnable(Object val) {
        this.someHiddenRef = val;
    }
    private final Object someHiddenRef;
    public void run() {
        someHiddenRef.toString(); 
    }
}

这就是 Oracle 编译器当前对您的代码段的处理方式。

但是，Eclipse 编译器不是捕获 obj 的值，而是捕获 this（Foo 实例）的值。它实际上等同于

final Foo anonymous = Foo.this; // you're in the Foo constructor so this is valid reference to a Foo instance
Runnable run = new AnonymousRunnable(anonymous);
...
class AnonymousRunnable implements Runnable {
    public AnonymousRunnable(Foo foo) {
        this.someHiddenRef = foo;
    }
    private final Foo someHiddenFoo;
    public void run() {
        someHiddenFoo.obj.toString(); 
    }
}

这很好，因为您假设 Foo 实例在调用 run 时已完全初始化。

Answer 2

你可以通过
绕过这个问题
Runnable run = () -> { (this).obj.toString(); };

这在 lambda 开发期间讨论过，基本上在 明确赋值分析 期间将 lambda 主体视为本地代码。

引用 Dan Smith，spec tzar，https://bugs.openjdk.java.net/browse/JDK-8024809

The rules carve out two exceptions: ... ii) a use from inside of an anonymous class is okay. There is no exception for a use inside of a lambda expression

坦率地说，我和其他一些人认为这个决定是错误的。 lambda 仅捕获 this，而不捕获 obj。这种情况应该与匿名 class 一样对待。当前的行为对于许多合法用例来说是有问题的。好吧，你总是可以使用上面的技巧绕过它 - 幸运的是 定性赋值分析不太聪明，我们可以糊弄它。

Answer 3

您可以使用实用程序方法强制捕获 this。这也适用于 Java 9。

public static <T> T r(T object) {
    return object;
}

现在，您可以像这样重写您的 lambda：

Runnable run = () -> r(this).obj.toString();

Answer 4

我遇到了类似的问题：

import java.util.function.Supplier;

public class ObjectHolder {
    private final Object obj;
    public Supplier<Object> sup = () -> obj; // error

    public ObjectHolder(Object obj) {
        this.obj = obj;
    }
}

然后这样解决了：

public Supplier<Object> sup = () -> ((ObjectHolder)this).obj;

this.obj 和 ObjectHolder.this.obj 都不能在 Eclipse 中工作（尽管后者适用于标准 JDK 编译器）。

对于您的情况，请使用此解决方法，它对所有编译器都是安全的：

((Foo)this).obj.toString();

另一个解决方案是使用 getter。在我的示例中，它看起来像这样：

public Supplier<Object> sup = () -> getObj();

private Object getObj() {
    return obj;
}

Java "The blank final field may not have been initialized" 匿名接口与 Lambda 表达式

Java "The blank final field may not have been initialized" Anonymous Interface vs Lambda Expression

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