Java'da tanımlanmamış davranış

Ben C ++ bazı tanımsız davranış tartışıyor SO bu soruyu okuyordu ve merak ettim: Java da tanımsız davranış var mı?

Bu durumda, Java'da tanımlanmamış davranışın bazı yaygın nedenleri nelerdir?

Değilse, Java'nın hangi özellikleri bu tür davranışlardan kurtulur ve bu özelliklerle neden C ve C ++ 'nın en son sürümleri uygulanmamıştır?

Java'da, yanlış senkronize edilmiş programın davranışını tanımsız olarak düşünebilirsiniz.

Java 7 JLS, 17.4.8'de bir kez "tanımsız" kelimesini kullanır . İnfazlar ve Nedensellik Gereksinimleri :

^{Biz kullanmak f|detki alanını kısıtlayarak verilen işlevi belirtmek için fiçin d. Hepsi için xin d, f|d(x) = f(x)herkes için, ve xdeğil d, f|d(x)bir tanımsız ...}

Java API belgeleri, sonuçların tanımsız olduğu bazı durumları belirtir (örneğin, (kullanımdan kaldırıldı) yapıcı Tarihinde (int yıl, int ay, int gün) :

^{Belirli bir argüman sınırların dışındaysa sonuç tanımsızdır ...}

ExecutorService.invokeAll (Koleksiyon) durumu için Javadocs :

^{Bu işlem devam ederken verilen koleksiyon değiştirilirse , bu yöntemin sonuçları tanımlanmamıştır ...}

API biçiminin "en iyi çaba" terimini kullandığı ConcurrentModificationException içinde daha az biçimsel "tanımsız" davranış türü bulunabilir :

^{Başarısız davranışların, senkronize olmayan eşzamanlı modifikasyon varlığında herhangi bir kesin garanti vermenin imkansız olduğu için garanti edilemeyeceğini unutmayın. Fail-hızlı operasyonlar atmak ConcurrentModificationExceptionbir üzerinde en çok çaba bazında. Bu nedenle, doğruluğu nedeniyle bu istisnaya bağlı bir program yazmak yanlış olur ...}

apandis

Soru yorumlarından biri, Eric Lippert'in konu konularına yararlı bir giriş sağlayan bir makalesine atıfta bulunur: Uygulama tanımlı davranış .

Bu makaleyi dil-agnostik muhakeme için öneriyorum, ancak yazarın Java'yı değil C # 'ı hedeflediğini akılda tutmaya değer.

Geleneksel olarak, eğer bu deyimin kullanımının herhangi bir etkisi olabiliyorsa , bir programlama dili deyiminin tanımlanmamış davranışa sahip olduğunu söyleriz ; beklediğiniz şekilde çalışabilir veya sabit diskinizi silebilir veya makinenizi kilitleyebilir. Ayrıca, derleyici yazarı, tanımlanmamış davranış konusunda sizi uyarmakla yükümlü değildir. (Ve aslında, "tanımlanmamış davranış" deyimlerini kullanan programların, dil belirtimi tarafından derleyiciyi çökmesine izin verdiği bazı diller vardır!) ...

Buna karşılık, uygulama tanımlı davranışa sahip bir deyim , derleyici yazarının özelliğin nasıl uygulanacağı konusunda çeşitli seçeneklere sahip olduğu ve bir tanesini seçmesi gereken davranıştır. Adından da anlaşılacağı gibi, uygulama tanımlı davranış en azından tanımlanır. Örneğin, C #, bir tamsayı bölümü taştığında bir uygulamanın bir istisna atmasına veya bir değer üretmesine izin verir, ancak uygulamanın bir tane seçmesi gerekir. Sabit diskinizi silemez ...

Bir dil tasarım komitesinin belirli dil deyimlerini tanımsız veya uygulama tanımlı davranışlar olarak bırakmasına neden olan faktörlerden bazıları nelerdir?

İlk önemli faktör: pazarda belirli bir programın davranışına katılmayan iki dil uygulaması var mı? ...

Bir sonraki önemli faktör: özellik doğal olarak bazıları diğerlerinden açıkça daha iyi olan birçok farklı uygulama olanağı sunuyor mu? ...

Üçüncü faktör: özellik o kadar karmaşık mı? ...

Dördüncü faktör: özellik derleyici üzerinde analiz etmek için yüksek bir yük oluşturuyor mu? ...

Beşinci faktör şudur: özellik çalışma zamanı ortamına yüksek bir yük getirir mi? ...

Altıncı faktör şudur: Tanımlanan davranışın yapılması bazı büyük optimizasyonları engelliyor mu? ...

Bunlar akla gelen birkaç faktördür; Elbette, dil tasarım komitelerinin "uygulama tanımlı" veya "tanımsız" bir özellik yapmadan önce tartıştığı pek çok başka faktör vardır.

_{Yukarıda sadece çok kısa bir kapsam vardır; makalenin tamamı bu alıntıda belirtilen noktalar için açıklamalar ve örnekler içermektedir; öyle çok okunmaya değer. Örneğin, "altıncı faktör" için verilen ayrıntılar, Java Bellek Modeli'ndeki ( JSR 133 ) birçok ifade için motivasyon hakkında bir fikir verebilir ve bazı optimizasyonlara neden izin verildiğini anlamaya yardımcı olurken, diğerleri yasaklanırken tanımlanmamış davranışa neden olur. önceden gerçekleşme ve nedensellik gereksinimleri gibi sınırlamalar .}

_{Makale malzemelerinin hiçbiri benim için özellikle yeni değil, ancak böyle zarif, özlü ve anlaşılır bir şekilde sunulduğunu görürsem lanetleneceğim. İnanılmaz.}

Başımın üstünden, Java'da tanımlanmamış bir davranış olduğunu düşünmüyorum, en azından C ++ ile aynı anlamda değil.

Bunun nedeni Java'nın arkasında C ++ 'dan farklı bir felsefe olmasıdır. Java'nın temel tasarım hedefi, programların platformlar arasında değişmeden çalışmasına izin vermekti, bu nedenle şartname her şeyi çok açık bir şekilde tanımlar.

Buna karşılık, C ve C ++ 'ın temel tasarım amacı verimliliktir: İhtiyacınız olmasa bile performansa mal olan hiçbir özellik (platform bağımsızlığı dahil) olmamalıdır. Bu amaçla, şartname kasıtlı olarak bazı davranışları tanımlamamaktadır, çünkü bunların tanımlanması bazı platformlarda fazladan çalışmaya neden olur ve böylece özellikle bir platform için program yazan ve tüm kendine özgü özelliklerinin farkında olan kişiler için bile performansı düşürür.

Java'nın tam olarak bu nedenle sınırlı bir şekilde tanımlanamayan bir davranış biçimi sunmaya zorlandığı bir örnek bile vardır: yüzer nokta hesaplamalarının spesifikasyonun daha önce talep ettiği gibi IEEE 754 standardını tam olarak sapmaktan kaçınmasına izin vermek için Java 1.2'de katıfp anahtar sözcüğü eklendi. çünkü bunu yapmak ekstra çalışma gerektirdi ve bazı ortak CPU'larda tüm kayan nokta hesaplamalarını yavaşlattı ve bazı durumlarda daha kötü sonuçlar üretti.

Java, tam olarak önceki dillerin dersleri nedeniyle, tanımlanmamış davranışı yok etmek için oldukça uğraşmaktadır. Örneğin, sınıf düzeyi değişkenleri otomatik olarak başlatılır; yerel değişkenler performans nedenleriyle otomatik olarak başlatılmaz, ancak herhangi birinin bunu algılayabilecek bir program yazmasını önlemek için karmaşık veri akışı analizi vardır. Başvurular işaretçiler değildir, bu nedenle geçersiz başvurular olamaz ve kayıttan kaldırma nullbelirli bir özel duruma neden olur.

Tabii ki tam olarak belirtilmeyen bazı davranışlar var ve eğer varsayalım güvenilmez programlar yazabilirsiniz. Örneğin, normal (sıralanmamış) üzerinde yineleme yaparsanız Set, dil her öğeyi tam olarak bir kez göreceğinizi garanti eder, ancak hangi sırayla göreceğinizi garanti etmez. Sıralı çalıştırmalarda sipariş aynı olabilir veya değişebilir; veya başka hiçbir ayırma gerçekleşmediği sürece veya JDK'nızı vb. güncellemediğiniz sürece aynı kalabilir. Tüm bu efektlerden kurtulmak neredeyse imkansızdır ; örneğin, tüm Koleksiyonlar işlemlerini açıkça sipariş etmeniz veya rastgele ayarlamanız gerekir ve bu da küçük ek tanımsızlığa değmez.

"Tanımsız Davranış" ı ve kökenini anlamalısınız.

Tanımsız Davranış , standartlar tarafından tanımlanmayan bir davranış anlamına gelir. C / C ++ çok farklı derleyici uygulamaları ve ek özelliklere sahiptir. Bu ek özellikler kodu derleyiciye bağladı. Bunun nedeni, merkezi bir dil gelişimi olmamasıydı. Böylece, bazı derleyicilerin gelişmiş özelliklerinden bazıları "tanımlanmamış davranışlar" haline geldi.

Java'da dil belirtimi Sun-Oracle tarafından kontrol edilir ve spesifikasyon yapmaya çalışan kimse ve dolayısıyla tanımlanmamış davranış yoktur.

Düzenlendi Soruyu Özel Olarak Yanıtlama

1. Derleyiciler derlenmeden önce standartlar oluşturulduğundan Java tanımsız davranışlardan uzak
2. Modern C / C ++ derleyicileri uygulamaları daha fazla / daha az standartlaştırmıştır, ancak standardizasyondan önce uygulanan özellikler hala "tanımsız davranış" olarak etiketlenmeye devam etmektedir, çünkü ISO bu yönlerden uzak durmaktadır.

Java, C / C ++ 'da bulunan tüm tanımlanmamış davranışları ortadan kaldırır. (Örneğin: İmzalı tamsayı taşması, sıfıra bölme, başlatılmamış değişkenler, boş işaretçi dereference, bit genişliğinden daha fazla kaydırma, çift serbest, hatta "kaynak kodun sonunda yeni satır yok".) Ancak Java'nın birkaç belirsiz tanımlanmamış davranışı var programcılar tarafından nadiren karşılaşılır.

• Java'nın C veya C ++ kodunu çağırmasının bir yolu olan Java Yerel Arabirimi (JNI). İşlev imzasını yanlış almak, JVM hizmetlerine geçersiz çağrı yapmak, hafızayı bozmak, yanlış şeyler ayırmak / boşaltmak ve daha fazlası gibi JNI'de sıkıştırmanın birçok yolu vardır. Daha önce bu hataları yaptım ve JNI kodunu yürüten herhangi bir iş parçacığı bir hata verdiğinde genellikle tüm JVM çöküyor.

• Thread.stop()kullanımdan kaldırılmıştır. Alıntı:

  Neden Thread.stopreddedildi?

  Çünkü doğal olarak güvensizdir. Bir iş parçacığının durdurulması, iş parçacığının kilitlediği tüm monitörlerin kilidini açmasına neden olur. (Kural dışı ThreadDeathdurum yığını yukarı doğru ilerletirken monitörlerin kilidi açılır .) Bu monitörler tarafından önceden korunan nesnelerden herhangi biri tutarsız bir durumdaysa, diğer iş parçacıkları artık bu nesneleri tutarsız bir durumda görüntüleyebilir. Bu tür nesnelerin hasar gördüğü söylenir. İş parçacıkları hasarlı nesneler üzerinde çalıştığında, rasgele davranışlar ortaya çıkabilir. Bu davranış ince ve algılanması zor olabilir veya telaffuz edilebilir. Kontrol edilmeyen diğer istisnaların aksine, ThreadDeathiplikleri sessizce öldürür; bu nedenle, kullanıcının programının bozuk olabileceği konusunda hiçbir uyarısı yoktur. Yolsuzluk, gerçek hasar meydana geldikten sonra, ileride saatler veya günler bile olsa, herhangi bir zamanda kendini gösterebilir.

  https://docs.oracle.com/javase/8/docs/technotes/guides/concurrency/threadPrimitiveDeprecation.html