让我们假设您要编写一个控制核电站的程序。很明显，即使是最微小的错误也可能导致灾难性的结果，因此您的代码必须是无bug的(为了论证，假设JVM是无bug的)。

Java不是一种可验证的语言，这意味着:你不能计算出你的操作结果会是完美的。这样做的主要原因是指针:它们可以指向任何地方，也可以指向任何地方，因此它们不能被计算为这个确切的值，至少在合理的代码范围内不能。对于这个问题，没有办法证明您的代码在整体上是正确的。但你能做的是证明你至少能在bug发生时找到它。

此思想基于契约式设计(Design-by-Contract, DbC)范式:首先定义(具有数学精度)您的方法应该做什么，然后在实际执行期间通过测试来验证这一点。例子:

// Calculates the sum of a (int) + b (int) and returns the result (int).
int sum(int a, int b) {
  return a + b;
}

虽然这很明显可以正常工作，但大多数程序员不会看到其中隐藏的bug(提示:Ariane V因为类似的bug而崩溃)。现在DbC定义您必须始终检查函数的输入和输出，以验证它是否正确工作。Java可以通过断言来做到这一点:

// Calculates the sum of a (int) + b (int) and returns the result (int).
int sum(int a, int b) {
    assert (Integer.MAX_VALUE - a >= b) : "Value of " + a + " + " + b + " is too large to add.";
  final int result = a + b;
    assert (result - a == b) : "Sum of " + a + " + " + b + " returned wrong sum " + result;
  return result;
}

如果这个函数现在失败了，您会注意到它。你会知道你的代码中有问题，你知道它在哪里，你知道是什么引起的(类似于异常)。更重要的是:当它发生时停止正确执行，以防止任何进一步的代码使用错误的值，并可能对它所控制的任何东西造成损害。

Java异常是一个类似的概念，但它们不能验证所有内容。如果需要更多的检查(以降低执行速度为代价)，则需要使用断言。这样做会使代码膨胀，但最终可以在短得惊人的开发时间内交付产品(越早修复bug，成本就越低)。此外，如果代码中有任何错误，您将检测到它。不可能出现漏洞并在以后引起问题。

这仍然不能保证代码没有错误，但它比通常的程序更接近于这一点。

让我们假设您要编写一个控制核电站的程序。很明显，即使是最微小的错误也可能导致灾难性的结果，因此您的代码必须是无bug的(为了论证，假设JVM是无bug的)。

Java不是一种可验证的语言，这意味着:你不能计算出你的操作结果会是完美的。这样做的主要原因是指针:它们可以指向任何地方，也可以指向任何地方，因此它们不能被计算为这个确切的值，至少在合理的代码范围内不能。对于这个问题，没有办法证明您的代码在整体上是正确的。但你能做的是证明你至少能在bug发生时找到它。

此思想基于契约式设计(Design-by-Contract, DbC)范式:首先定义(具有数学精度)您的方法应该做什么，然后在实际执行期间通过测试来验证这一点。例子:

// Calculates the sum of a (int) + b (int) and returns the result (int).
int sum(int a, int b) {
  return a + b;
}

虽然这很明显可以正常工作，但大多数程序员不会看到其中隐藏的bug(提示:Ariane V因为类似的bug而崩溃)。现在DbC定义您必须始终检查函数的输入和输出，以验证它是否正确工作。Java可以通过断言来做到这一点:

// Calculates the sum of a (int) + b (int) and returns the result (int).
int sum(int a, int b) {
    assert (Integer.MAX_VALUE - a >= b) : "Value of " + a + " + " + b + " is too large to add.";
  final int result = a + b;
    assert (result - a == b) : "Sum of " + a + " + " + b + " returned wrong sum " + result;
  return result;
}

如果这个函数现在失败了，您会注意到它。你会知道你的代码中有问题，你知道它在哪里，你知道是什么引起的(类似于异常)。更重要的是:当它发生时停止正确执行，以防止任何进一步的代码使用错误的值，并可能对它所控制的任何东西造成损害。

Java异常是一个类似的概念，但它们不能验证所有内容。如果需要更多的检查(以降低执行速度为代价)，则需要使用断言。这样做会使代码膨胀，但最终可以在短得惊人的开发时间内交付产品(越早修复bug，成本就越低)。此外，如果代码中有任何错误，您将检测到它。不可能出现漏洞并在以后引起问题。

这仍然不能保证代码没有错误，但它比通常的程序更接近于这一点。

下面是最常见的用例。假设你正在打开一个枚举值:

switch (fruit) {
  case apple:
    // do something
    break;
  case pear:
    // do something
    break;
  case banana:
    // do something
    break;
}

只要你处理每一个案子，就没问题。但是有一天，有人会把fig添加到你的枚举中，而忘记把它添加到你的switch语句中。这将产生一个难以捕捉的错误，因为直到您离开switch语句后才会感受到其影响。但是如果你像这样写开关，你可以立即捕获它:

switch (fruit) {
  case apple:
    // do something
    break;
  case pear:
    // do something
    break;
  case banana:
    // do something
    break;
  default:
    assert false : "Missing enum value: " + fruit;
}

什么时候应该使用Assert ?

很多很好的答案解释了assert关键字的作用，但很少回答真正的问题，“在现实生活中什么时候应该使用assert关键字?”答案是:

几乎从来没有

断言，作为一个概念，是很棒的。好的代码有很多if(…)throw…语句(以及它们的亲戚，如对象。requireNonNull和Math.addExact)。然而，某些设计决策极大地限制了assert关键字本身的效用。

assert关键字背后的驱动思想是不成熟的优化，其主要特性是能够轻松地关闭所有检查。事实上，断言检查在默认情况下是关闭的。

然而，在生产中继续执行不变检查是非常重要的。这是因为完美的测试覆盖率是不可能的，所有的产品代码都会有错误，而断言应该有助于诊断和减轻这些错误。

因此，if(…)的使用抛出…应该是首选的，就像检查公共方法的参数值和抛出IllegalArgumentException时需要它一样。

偶尔，人们可能会被诱惑编写一个不变检查，它确实需要很长时间来处理(并且经常被调用，以至于它很重要)。然而，这样的检查将减缓测试，这也是不可取的。这种耗时的检查通常被写成单元测试。然而，出于这个原因，有时使用assert是有意义的。

不要使用assert，因为它比if(…)throw…(我非常痛苦地说，因为我喜欢干净和漂亮)。如果您无法控制自己，并且可以控制应用程序的启动方式，那么可以随意使用断言，但始终在生产环境中启用断言。不可否认，这是我倾向于做的事情。我正在推动一个lombok注释，它将导致assert的行为更像if(…)throw ....请在这里投票。

(咆哮:JVM开发者是一群糟糕的、过早优化的编码员。这就是为什么你会在Java插件和JVM中听到这么多安全问题。他们拒绝在产品代码中包含基本的检查和断言，而我们正在继续为此付出代价。)

这是另一个例子。我写了一个方法来查找两个排序数组中值的中位数。该方法假设数组已经排序。出于性能考虑，它不应该首先对数组排序，甚至不应该检查以确保它们已排序。然而，对未排序的数据调用此方法是一个严重的错误，我们希望在开发阶段尽早发现这些错误。下面是我处理这些看似矛盾的目标的方法:

public static int medianOf(int[] a, int[] b) {
  assert assertionOnlyIsSorted(a);      // Assertion is order n
  assert assertionOnlyIsSorted(b);
  ... // rest of implementation goes here. Algorithm is order log(n)
}

public static boolean assertionOnlyIsSorted(int[] array) {
  for (int i=1; i<array.length; ++i) {
    if (array[i] < array[i-1]) {
      return false;
    }
    return true;
  }
}

这样，缓慢的测试只在开发阶段执行，在开发阶段，速度没有捕获错误重要。您希望medianOf()方法具有log(n)性能，但“is sorted”测试是o (n)。因此，我将其放在断言中，以限制其在开发阶段的使用，并为其命名，以明确表示它不适合生产。

这样我就两全其美了。在开发过程中，我知道任何不正确地调用这个函数的方法都会被捕获并修复。而且我知道这样做的缓慢测试不会影响生产中的性能。(这也很好地说明了为什么要在生产环境中关闭断言，而在开发环境中启用断言。)

在Java中assert关键字是做什么的?

让我们看看编译后的字节码。

我们将得出结论:

public class Assert {
    public static void main(String[] args) {
        assert System.currentTimeMillis() == 0L;
    }
}

生成几乎完全相同的字节码:

public class Assert {
    static final boolean $assertionsDisabled =
        !Assert.class.desiredAssertionStatus();
    public static void main(String[] args) {
        if (!$assertionsDisabled) {
            if (System.currentTimeMillis() != 0L) {
                throw new AssertionError();
            }
        }
    }
}

其中Assert.class.desiredAssertionStatus()在命令行传递-ea时为true，否则为false。

我们使用System.currentTimeMillis()来确保它不会被优化掉(assert true;所做的那样)。

合成字段生成后，Java只需要在加载时调用Assert.class.desiredAssertionStatus()一次，然后将结果缓存到那里。参见:“静态合成”是什么意思?

我们可以用以下方法验证:

javac Assert.java
javap -c -constants -private -verbose Assert.class

在Oracle JDK 1.8.0_45中，生成了一个合成的静态字段(参见:“静态合成”是什么意思?):

static final boolean $assertionsDisabled;
  descriptor: Z
  flags: ACC_STATIC, ACC_FINAL, ACC_SYNTHETIC

与静态初始化项一起使用:

 0: ldc           #6                  // class Assert
 2: invokevirtual #7                  // Method java/lang Class.desiredAssertionStatus:()Z
 5: ifne          12
 8: iconst_1
 9: goto          13
12: iconst_0
13: putstatic     #2                  // Field $assertionsDisabled:Z
16: return

主要方法是:

 0: getstatic     #2                  // Field $assertionsDisabled:Z
 3: ifne          22
 6: invokestatic  #3                  // Method java/lang/System.currentTimeMillis:()J
 9: lconst_0
10: lcmp
11: ifeq          22
14: new           #4                  // class java/lang/AssertionError
17: dup
18: invokespecial #5                  // Method java/lang/AssertionError."<init>":()V
21: athrow
22: return

我们的结论是:

assert没有字节码级别的支持:它是Java语言的概念 assert可以用系统属性-Pcom.me很好地模拟。assert=true替换命令行上的-ea，并抛出新的AssertionError()。