¿Por qué array [idx ++] + = "a" aumenta idx una vez en Java 8 pero dos veces en Java 9 y 10?

Para un desafío, un compañero golfista de código escribió el siguiente 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);
    }
  }
}

Al ejecutar este código en Java 8, obtenemos el siguiente 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 

Al ejecutar este código en Java 10, obtenemos el siguiente 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 

La numeración está completamente desactivada con Java 10. Entonces, ¿qué está pasando aquí? ¿Es un error en Java 10?

Seguimiento de los comentarios:

• El problema aparece cuando se compila con Java 9 o posterior (lo encontramos en Java 10). Compilar este código en Java 8, luego ejecutarlo en Java 9 o cualquier versión posterior, incluido el acceso temprano a Java 11, da el resultado esperado.
• Este tipo de código no es estándar, pero es válido según las especificaciones. Fue encontrado por Kevin Cruijssen en una discusión en un desafío de golf , de ahí el extraño caso de uso encontrado.

• Didier L descubrió que el problema puede reproducirse con un código mucho más pequeño y más comprensible:

  class Main {
    public static void main(String[] args) {
      String[] array = { "" };
      array[test()] += "a";
    }
    static int test() {
      System.out.println("evaluated");
      return 0;
    }
  }
  

  Resultado cuando se compila en Java 8:

  evaluated

  Resultado cuando se compila en Java 9 y 10:

  evaluated
  evaluated
  

• El problema parece estar limitado a la concatenación de cadenas y operador de asignación ( +=) con una expresión con efectos secundarios (s) como el operando de la izquierda, como en array[test()]+="a", array[ix++]+="a", test()[index]+="a", o test().field+="a". Para habilitar la concatenación de cadenas, al menos uno de los lados debe tener tipo String. Intentando reproducir esto en otros tipos o construcciones falló.

Este es un error al javaccomenzar desde JDK 9 (que realizó algunos cambios con respecto a la concatenación de cadenas, que sospecho que es parte del problema), según lo confirmado por el javacequipo bajo la identificación de error JDK-8204322 . Si observa el bytecode correspondiente para la línea:

array[i++%size] += i + " ";

Está:

  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

Donde el último aaloades la carga real de la matriz. Sin embargo, la 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

Lo que corresponde aproximadamente a la expresión array[i++%size](menos la carga real y el almacenamiento), está allí dos veces. Esto es incorrecto, como dice la especificación en jls-15.26.2 :

Una expresión de asignación compuesta de la forma E1 op= E2es equivalente a E1 = (T) ((E1) op (E2)), donde Tes el tipo de E1, excepto que E1se evalúa solo una vez.

Entonces, para la expresión array[i++%size] += i + " ";, la parte array[i++%size]solo debe evaluarse una vez. Pero se evalúa dos veces (una para la carga y otra para la tienda).

Entonces sí, esto es un error.

Algunas actualizaciones:

El error se corrigió en JDK 11 y habrá un puerto posterior a JDK 10 (pero no JDK 9, ya que ya no recibe actualizaciones públicas ).

Aleksey Shipilev menciona en la página de JBS (y @DidierL en los comentarios aquí):

Solución alternativa: compilar con -XDstringConcat=inline

Eso volverá a usar StringBuilderpara hacer la concatenación, y no tiene el error.