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在Java中12個常見的語法糖

開發(fā) 后端
本文從 Java 編譯原理角度,深入字節(jié)碼及 class 文件,抽絲剝繭,了解 Java 中的語法糖原理及用法,幫助大家在學(xué)會如何使用 Java 語法糖的同時,了解這些語法糖背后的原理

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本文從 Java 編譯原理角度,深入字節(jié)碼及 class 文件,抽絲剝繭,了解 Java 中的語法糖原理及用法,幫助大家在學(xué)會如何使用 Java 語法糖的同時,了解這些語法糖背后的原理

語法糖

語法糖(Syntactic Sugar),也稱糖衣語法,是由英國計算機學(xué)家 Peter.J.Landin 發(fā)明的一個術(shù)語,指在計算機語言中添加的某種語法,這種語法對語言的功能并沒有影響,但是更方便程序員使用。簡而言之,語法糖讓程序更加簡潔,有更高的可讀性。

有意思的是,在編程領(lǐng)域,除了語法糖,還有語法鹽和語法糖精的說法,篇幅有限這里不做擴展了。

我們所熟知的編程語言中幾乎都有語法糖。作者認為,語法糖的多少是評判一個語言夠不夠牛逼的標準之一。

很多人說Java是一個“低糖語言”,其實從Java 7開始Java語言層面上一直在添加各種糖,主要是在“Project Coin”項目下研發(fā)。盡管現(xiàn)在Java有人還是認為現(xiàn)在的Java是低糖,未來還會持續(xù)向著“高糖”的方向發(fā)展。

解語法糖

前面提到過,語法糖的存在主要是方便開發(fā)人員使用。但其實,Java虛擬機并不支持這些語法糖。這些語法糖在編譯階段就會被還原成簡單的基礎(chǔ)語法結(jié)構(gòu),這個過程就是解語法糖。

說到編譯,大家肯定都知道,Java語言中,javac命令可以將后綴名為.java的源文件編譯為后綴名為.class的可以運行于Java虛擬機的字節(jié)碼。

如果你去看com.sun.tools.javac.main.JavaCompiler的源碼,你會發(fā)現(xiàn)在compile()中有一個步驟就是調(diào)用desugar(),這個方法就是負責(zé)解語法糖的實現(xiàn)的。

Java 中最常用的語法糖主要有泛型、變長參數(shù)、條件編譯、自動拆裝箱、內(nèi)部類等。本文主要來分析下這些語法糖背后的原理。一步一步剝?nèi)ヌ且?,看看其本質(zhì)。

糖塊一、 switch 支持 String 與枚舉

前面提到過,從Java 7 開始,Java語言中的語法糖在逐漸豐富,其中一個比較重要的就是Java 7中switch開始支持String。

在開始coding之前先科普下,Java中的swith自身原本就支持基本類型。比如int、char等。

對于int類型,直接進行數(shù)值的比較。對于char類型則是比較其ascii碼。

所以,對于編譯器來說,switch中其實只能使用整型,任何類型的比較都要轉(zhuǎn)換成整型。比如byte。short,char(ackii碼是整型)以及int。

那么接下來看下switch對String得支持,有以下代碼:

  1. public class switchDemoString { 
  2.     public static void main(String[] args) { 
  3.         String str = "world"
  4.         switch (str) { 
  5.         case "hello"
  6.             System.out.println("hello"); 
  7.             break; 
  8.         case "world"
  9.             System.out.println("world"); 
  10.             break; 
  11.         default
  12.             break; 
  13.         } 
  14.     } 

反編譯后內(nèi)容如下:

  1. public class switchDemoString 
  2.     public switchDemoString() 
  3.     { 
  4.     } 
  5.     public static void main(String args[]) 
  6.     { 
  7.         String str = "world"
  8.         String s; 
  9.         switch((s = str).hashCode()) 
  10.         { 
  11.         default
  12.             break; 
  13.         case 99162322: 
  14.             if(s.equals("hello")) 
  15.                 System.out.println("hello"); 
  16.             break; 
  17.         case 113318802: 
  18.             if(s.equals("world")) 
  19.                 System.out.println("world"); 
  20.             break; 
  21.         } 
  22.     } 

看到這個代碼,你知道原來字符串的switch是通過equals()和hashCode()方法來實現(xiàn)的。還好hashCode()方法返回的是int,而不是long。

仔細看下可以發(fā)現(xiàn),進行switch的實際是哈希值,然后通過使用equals方法比較進行安全檢查,這個檢查是必要的,因為哈希可能會發(fā)生碰撞。因此它的性能是不如使用枚舉進行switch或者使用純整數(shù)常量,但這也不是很差。

糖塊二、 泛型

我們都知道,很多語言都是支持泛型的,但是很多人不知道的是,不同的編譯器對于泛型的處理方式是不同的。

通常情況下,一個編譯器處理泛型有兩種方式:Code specialization和Code sharing。

C++和C#是使用Code specialization的處理機制,而Java使用的是Code sharing的機制。

Code sharing方式為每個泛型類型創(chuàng)建唯一的字節(jié)碼表示,并且將該泛型類型的實例都映射到這個唯一的字節(jié)碼表示上。將多種泛型類形實例映射到唯一的字節(jié)碼表示是通過類型擦除(type erasue)實現(xiàn)的。

也就是說,對于Java虛擬機來說,他根本不認識Map

類型擦除的主要過程如下:

1.將所有的泛型參數(shù)用其最左邊界(最***的父類型)類型替換。

2.移除所有的類型參數(shù)。

以下代碼:

  1. Map<String, String> map = new HashMap<String, String>();   
  2. map.put("name""hollis");   
  3. map.put("wechat""Hollis");   
  4. map.put("blog""www.hollischuang.com"); 

解語法糖之后會變成:

  1. Map map = new HashMap();   
  2. map.put("name""hollis");   
  3. map.put("wechat""Hollis");   
  4. map.put("blog""www.hollischuang.com"); 

以下代碼:

  1. public static <A extends Comparable<A>> A max(Collection<A> xs) { 
  2.     Iterator<A> xi = xs.iterator(); 
  3.     A w = xi.next(); 
  4.     while (xi.hasNext()) { 
  5.         A x = xi.next(); 
  6.         if (w.compareTo(x) < 0) 
  7.             w = x; 
  8.     } 
  9.     return w; 

類型擦除后會變成:

  1. public static Comparable max(Collection xs){ 
  2.     Iterator xi = xs.iterator(); 
  3.     Comparable w = (Comparable)xi.next(); 
  4.     while(xi.hasNext()) 
  5.     { 
  6.         Comparable x = (Comparable)xi.next(); 
  7.         if(w.compareTo(x) < 0) 
  8.             w = x; 
  9.     } 
  10.     return w; 

虛擬機中沒有泛型,只有普通類和普通方法,所有泛型類的類型參數(shù)在編譯時都會被擦除,泛型類并沒有自己獨有的Class類對象。比如并不存在List.class或是List.class,而只有List.class。

糖塊三、 自動裝箱與拆箱

自動裝箱就是Java自動將原始類型值轉(zhuǎn)換成對應(yīng)的對象,比如將int的變量轉(zhuǎn)換成Integer對象,這個過程叫做裝箱,反之將Integer對象轉(zhuǎn)換成int類型值,這個過程叫做拆箱。參考:一文讀懂什么是Java中的自動拆裝箱

因為這里的裝箱和拆箱是自動進行的非人為轉(zhuǎn)換,所以就稱作為自動裝箱和拆箱。

原始類型byte, short, char, int, long, float, double 和 boolean 對應(yīng)的封裝類為Byte, Short, Character, Integer, Long, Float, Double, Boolean。

先來看個自動裝箱的代碼:

  1. public static void main(String[] args) { 
  2.    int i = 10; 
  3.    Integer n = i; 

反編譯后代碼如下:

  1. public static void main(String args[]) 
  2.     int i = 10; 
  3.     Integer n = Integer.valueOf(i); 

再來看個自動拆箱的代碼:

  1. public static void main(String[] args) { 
  2.  
  3.     Integer i = 10; 
  4.     int n = i; 

反編譯后代碼如下:

  1. public static void main(String args[]) 
  2.     Integer i = Integer.valueOf(10); 
  3.     int n = i.intValue(); 

從反編譯得到內(nèi)容可以看出,在裝箱的時候自動調(diào)用的是Integer的valueOf(int)方法。而在拆箱的時候自動調(diào)用的是Integer的intValue方法。

所以,裝箱過程是通過調(diào)用包裝器的valueOf方法實現(xiàn)的,而拆箱過程是通過調(diào)用包裝器的 xxxValue方法實現(xiàn)的。

糖塊四 、 方法變長參數(shù)

可變參數(shù)(variable arguments)是在Java 1.5中引入的一個特性。它允許一個方法把任意數(shù)量的值作為參數(shù)。

看下以下可變參數(shù)代碼,其中print方法接收可變參數(shù):

  1. public static void main(String[] args) 
  2.     { 
  3.         print("Holis""公眾號:Hollis""博客:www.hollischuang.com""QQ:907607222"); 
  4.     } 
  5.  
  6. public static void print(String... strs) 
  7.     for (int i = 0; i < strs.length; i++) 
  8.     { 
  9.         System.out.println(strs[i]); 
  10.     } 

反編譯后代碼:

  1.  public static void main(String args[]) 
  2.     print(new String[] { 
  3.         "Holis""\u516C\u4F17\u53F7:Hollis""\u53***\u5BA2\uFF1Awww.hollischuang.com""QQ\uFF1A907607222" 
  4.     }); 
  5.  
  6. public static transient void print(String strs[]) 
  7.     for(int i = 0; i < strs.length; i++) 
  8.         System.out.println(strs[i]); 
  9.  

從反編譯后代碼可以看出,可變參數(shù)在被使用的時候,他首先會創(chuàng)建一個數(shù)組,數(shù)組的長度就是調(diào)用該方法是傳遞的實參的個數(shù),然后再把參數(shù)值全部放到這個數(shù)組當(dāng)中,然后再把這個數(shù)組作為參數(shù)傳遞到被調(diào)用的方法中。

糖塊五 、 枚舉

Java SE5提供了一種新的類型-Java的枚舉類型,關(guān)鍵字enum可以將一組具名的值的有限集合創(chuàng)建為一種新的類型,而這些具名的值可以作為常規(guī)的程序組件使用,這是一種非常有用的功能。參考:Java的枚舉類型用法介紹

要想看源碼,首先得有一個類吧,那么枚舉類型到底是什么類呢?是enum嗎?

答案很明顯不是,enum就和class一樣,只是一個關(guān)鍵字,他并不是一個類。

那么枚舉是由什么類維護的呢,我們簡單的寫一個枚舉:

  1. public enum t { 
  2.     SPRING,SUMMER; 

然后我們使用反編譯,看看這段代碼到底是怎么實現(xiàn)的,反編譯后代碼內(nèi)容如下:

  1. public final class T extends Enum 
  2.     private T(String s, int i) 
  3.     { 
  4.         super(s, i); 
  5.     } 
  6.     public static T[] values() 
  7.     { 
  8.         T at[]; 
  9.         int i; 
  10.         T at1[]; 
  11.         System.arraycopy(at = ENUM$VALUES, 0, at1 = new T[i = at.length], 0, i); 
  12.         return at1; 
  13.     } 
  14.  
  15.     public static T valueOf(String s) 
  16.     { 
  17.         return (T)Enum.valueOf(demo/T, s); 
  18.     } 
  19.  
  20.     public static final T SPRING; 
  21.     public static final T SUMMER; 
  22.     private static final T ENUM$VALUES[]; 
  23.     static 
  24.     { 
  25.         SPRING = new T("SPRING", 0); 
  26.         SUMMER = new T("SUMMER", 1); 
  27.         ENUM$VALUES = (new T[] { 
  28.             SPRING, SUMMER 
  29.         }); 
  30.     } 

通過反編譯后代碼我們可以看到,public final class T extends Enum,說明,該類是繼承了Enum類的,同時final關(guān)鍵字告訴我們,這個類也是不能被繼承的。

當(dāng)我們使用enmu來定義一個枚舉類型的時候,編譯器會自動幫我們創(chuàng)建一個final類型的類繼承Enum類,所以枚舉類型不能被繼承。

糖塊六 、 內(nèi)部類

內(nèi)部類又稱為嵌套類,可以把內(nèi)部類理解為外部類的一個普通成員。

內(nèi)部類之所以也是語法糖,是因為它僅僅是一個編譯時的概念。

outer.java里面定義了一個內(nèi)部類inner,一旦編譯成功,就會生成兩個完全不同的.class文件了,分別是outer.class和outer$inner.class。所以內(nèi)部類的名字完全可以和它的外部類名字相同。

  1. public class OutterClass { 
  2.     private String userName; 
  3.  
  4.     public String getUserName() { 
  5.         return userName; 
  6.     } 
  7.  
  8.     public void setUserName(String userName) { 
  9.         this.userName = userName; 
  10.     } 
  11.  
  12.     public static void main(String[] args) { 
  13.  
  14.     } 
  15.  
  16.     class InnerClass{ 
  17.         private String name
  18.  
  19.         public String getName() { 
  20.             return name
  21.         } 
  22.  
  23.         public void setName(String name) { 
  24.             this.name = name
  25.         } 
  26.     } 

以上代碼編譯后會生成兩個class文件:OutterClass$InnerClass.class 、OutterClass.class 。

當(dāng)我們嘗試使用jad對OutterClass.class文件進行反編譯的時候,命令行會打印以下內(nèi)容:

  1. Parsing OutterClass.class... 
  2. Parsing inner class OutterClass$InnerClass.class... 
  3. Generating OutterClass.jad 

他會把兩個文件全部進行反編譯,然后一起生成一個OutterClass.jad文件。文件內(nèi)容如下:

  1. public class OutterClass 
  2.     class InnerClass 
  3.     { 
  4.         public String getName() 
  5.         { 
  6.             return name
  7.         } 
  8.         public void setName(String name
  9.         { 
  10.             this.name = name
  11.         } 
  12.         private String name
  13.         final OutterClass this$0; 
  14.  
  15.         InnerClass() 
  16.         { 
  17.             this.this$0 = OutterClass.this; 
  18.             super(); 
  19.         } 
  20.     } 
  21.  
  22.     public OutterClass() 
  23.     { 
  24.     } 
  25.     public String getUserName() 
  26.     { 
  27.         return userName; 
  28.     } 
  29.     public void setUserName(String userName){ 
  30.         this.userName = userName; 
  31.     } 
  32.     public static void main(String args1[]) 
  33.     { 
  34.     } 
  35.     private String userName; 

糖塊七 、條件編譯

—般情況下,程序中的每一行代碼都要參加編譯。但有時候出于對程序代碼優(yōu)化的考慮,希望只對其中一部分內(nèi)容進行編譯,此時就需要在程序中加上條件,讓編譯器只對滿足條件的代碼進行編譯,將不滿足條件的代碼舍棄,這就是條件編譯。

如在C或CPP中,可以通過預(yù)處理語句來實現(xiàn)條件編譯。其實在Java中也可實現(xiàn)條件編譯。我們先來看一段代碼:

  1. public class ConditionalCompilation { 
  2.     public static void main(String[] args) { 
  3.         final boolean DEBUG = true
  4.         if(DEBUG) { 
  5.             System.out.println("Hello, DEBUG!"); 
  6.         } 
  7.  
  8.         final boolean ONLINE = false
  9.  
  10.         if(ONLINE){ 
  11.             System.out.println("Hello, ONLINE!"); 
  12.         } 
  13.     } 

反編譯后代碼如下:

  1. public class ConditionalCompilation 
  2.  
  3.     public ConditionalCompilation() 
  4.     { 
  5.     } 
  6.  
  7.     public static void main(String args[]) 
  8.     { 
  9.         boolean DEBUG = true
  10.         System.out.println("Hello, DEBUG!"); 
  11.         boolean ONLINE = false
  12.     } 

首先,我們發(fā)現(xiàn),在反編譯后的代碼中沒有System.out.println("Hello, ONLINE!");,這其實就是條件編譯。

當(dāng)if(ONLINE)為false的時候,編譯器就沒有對其內(nèi)的代碼進行編譯。

所以,Java語法的條件編譯,是通過判斷條件為常量的if語句實現(xiàn)的。根據(jù)if判斷條件的真假,編譯器直接把分支為false的代碼塊消除。通過該方式實現(xiàn)的條件編譯,必須在方法體內(nèi)實現(xiàn),而無法在正整個Java類的結(jié)構(gòu)或者類的屬性上進行條件編譯。

這與C/C++的條件編譯相比,確實更有局限性。在Java語言設(shè)計之初并沒有引入條件編譯的功能,雖有局限,但是總比沒有更強。

糖塊八 、 斷言

在Java中,assert關(guān)鍵字是從JAVA SE 1.4 引入的,為了避免和老版本的Java代碼中使用了assert關(guān)鍵字導(dǎo)致錯誤,Java在執(zhí)行的時候默認是不啟動斷言檢查的(這個時候,所有的斷言語句都將忽略!)。

如果要開啟斷言檢查,則需要用開關(guān)-enableassertions或-ea來開啟。

看一段包含斷言的代碼:

  1. public class AssertTest { 
  2.     public static void main(String args[]) { 
  3.         int a = 1; 
  4.         int b = 1; 
  5.         assert a == b; 
  6.         System.out.println("公眾號:Hollis"); 
  7.         assert a != b : "Hollis"
  8.         System.out.println("博客:www.hollischuang.com"); 
  9.     } 

反編譯后代碼如下:

  1. public class AssertTest { 
  2.    public AssertTest() 
  3.     { 
  4.     } 
  5.     public static void main(String args[]) 
  6.     int a = 1; 
  7.     int b = 1; 
  8.     if(!$assertionsDisabled && a != b) 
  9.         throw new AssertionError(); 
  10.     System.out.println("\u516C\u4F17\u53F7\uFF1AHollis"); 
  11.     if(!$assertionsDisabled && a == b) 
  12.     { 
  13.         throw new AssertionError("Hollis"); 
  14.     } else 
  15.     { 
  16.         System.out.println("\u53***\u5BA2\uFF1Awww.hollischuang.com"); 
  17.         return
  18.     } 
  19.  
  20. static final boolean $assertionsDisabled = !com/hollis/suguar/AssertTest.desiredAssertionStatus(); 
  21.  
  22.  

很明顯,反編譯之后的代碼要比我們自己的代碼復(fù)雜的多。所以,使用了assert這個語法糖我們節(jié)省了很多代碼。

其實斷言的底層實現(xiàn)就是if語言,如果斷言結(jié)果為true,則什么都不做,程序繼續(xù)執(zhí)行,如果斷言結(jié)果為false,則程序拋出AssertError來打斷程序的執(zhí)行。

-enableassertions會設(shè)置$assertionsDisabled字段的值。

糖塊九 、 數(shù)值字面量

在java 7中,數(shù)值字面量,不管是整數(shù)還是浮點數(shù),都允許在數(shù)字之間插入任意多個下劃線。這些下劃線不會對字面量的數(shù)值產(chǎn)生影響,目的就是方便閱讀。

比如:

  1. public class Test { 
  2.     public static void main(String... args) { 
  3.         int i = 10_000; 
  4.         System.out.println(i); 
  5.     } 

反編譯后:

  1. public class Test 
  2.   public static void main(String[] args) 
  3.   { 
  4.     int i = 10000; 
  5.     System.out.println(i); 
  6.   } 

反編譯后就是把_刪除了。也就是說編譯器并不認識在數(shù)字字面量中的_,需要在編譯階段把他去掉。

糖塊十 、 for-each

增強for循環(huán)(for-each)相信大家都不陌生,日常開發(fā)經(jīng)常會用到的,他會比for循環(huán)要少寫很多代碼,那么這個語法糖背后是如何實現(xiàn)的呢?

  1. public static void main(String... args) { 
  2.     String[] strs = {"Hollis""公眾號:Hollis""博客:www.hollischuang.com"}; 
  3.     for (String s : strs) { 
  4.         System.out.println(s); 
  5.     } 
  6.     List<String> strList = ImmutableList.of("Hollis""公眾號:Hollis""博客:www.hollischuang.com"); 
  7.     for (String s : strList) { 
  8.         System.out.println(s); 
  9.     } 

反編譯后代碼如下:

  1. public static transient void main(String args[]) 
  2.     String strs[] = { 
  3.         "Hollis""\u516C\u4F17\u53F7\uFF1AHollis""\u53***\u5BA2\uFF1Awww.hollischuang.com" 
  4.     }; 
  5.     String args1[] = strs; 
  6.     int i = args1.length; 
  7.     for(int j = 0; j < i; j++) 
  8.     { 
  9.         String s = args1[j]; 
  10.         System.out.println(s); 
  11.     } 
  12.  
  13.     List strList = ImmutableList.of("Hollis""\u516C\u4F17\u53F7\uFF1AHollis""\u53***\u5BA2\uFF1Awww.hollischuang.com"); 
  14.     String s; 
  15.     for(Iterator iterator = strList.iterator(); iterator.hasNext(); System.out.println(s)) 
  16.         s = (String)iterator.next(); 
  17.  

代碼很簡單,for-each的實現(xiàn)原理其實就是使用了普通的for循環(huán)和迭代器。

糖塊十一 、 try-with-resource

Java里,對于文件操作IO流、數(shù)據(jù)庫連接等開銷非常昂貴的資源,用完之后必須及時通過close方法將其關(guān)閉,否則資源會一直處于打開狀態(tài),可能會導(dǎo)致內(nèi)存泄露等問題。

關(guān)閉資源的常用方式就是在finally塊里是釋放,即調(diào)用close方法。比如,我們經(jīng)常會寫這樣的代碼:

  1. public static void main(String[] args) { 
  2.     BufferedReader br = null
  3.     try { 
  4.         String line; 
  5.         br = new BufferedReader(new FileReader("d:\\hollischuang.xml")); 
  6.         while ((line = br.readLine()) != null) { 
  7.             System.out.println(line); 
  8.         } 
  9.     } catch (IOException e) { 
  10.         // handle exception 
  11.     } finally { 
  12.         try { 
  13.             if (br != null) { 
  14.                 br.close(); 
  15.             } 
  16.         } catch (IOException ex) { 
  17.             // handle exception 
  18.         } 
  19.     } 

從Java 7開始,jdk提供了一種更好的方式關(guān)閉資源,使用try-with-resources語句,改寫一下上面的代碼,效果如下:

  1. public static void main(String... args) { 
  2.     try (BufferedReader br = new BufferedReader(new FileReader("d:\\ hollischuang.xml"))) { 
  3.         String line; 
  4.         while ((line = br.readLine()) != null) { 
  5.             System.out.println(line); 
  6.         } 
  7.     } catch (IOException e) { 
  8.         // handle exception 
  9.     } 

看,這簡直是一大福音啊,雖然我之前一般使用IOUtils去關(guān)閉流,并不會使用在finally中寫很多代碼的方式,但是這種新的語法糖看上去好像優(yōu)雅很多呢。

反編譯以上代碼,看下他的背后原理:

  1. public static transient void main(String args[]) 
  2.     { 
  3.         BufferedReader br; 
  4.         Throwable throwable; 
  5.         br = new BufferedReader(new FileReader("d:\\ hollischuang.xml")); 
  6.         throwable = null
  7.         String line; 
  8.         try 
  9.         { 
  10.             while((line = br.readLine()) != null
  11.                 System.out.println(line); 
  12.         } 
  13.         catch(Throwable throwable2) 
  14.         { 
  15.             throwable = throwable2; 
  16.             throw throwable2; 
  17.         } 
  18.         if(br != null
  19.             if(throwable != null
  20.                 try 
  21.                 { 
  22.                     br.close(); 
  23.                 } 
  24.                 catch(Throwable throwable1) 
  25.                 { 
  26.                     throwable.addSuppressed(throwable1); 
  27.                 } 
  28.             else 
  29.                 br.close(); 
  30.             break MISSING_BLOCK_LABEL_113; 
  31.             Exception exception; 
  32.             exception; 
  33.             if(br != null
  34.                 if(throwable != null
  35.                     try 
  36.                     { 
  37.                         br.close(); 
  38.                     } 
  39.                     catch(Throwable throwable3) 
  40.                       { 
  41.                         throwable.addSuppressed(throwable3); 
  42.                     } 
  43.                 else 
  44.                     br.close(); 
  45.         throw exception; 
  46.         IOException ioexception; 
  47.         ioexception; 
  48.     } 

其實背后的原理也很簡單,那些我們沒有做的關(guān)閉資源的操作,編譯器都幫我們做了。

所以,再次印證了,語法糖的作用就是方便程序員的使用,但最終還是要轉(zhuǎn)成編譯器認識的語言。

糖塊十二、Lambda表達式

關(guān)于lambda表達式,有人可能會有質(zhì)疑,因為網(wǎng)上有人說他并不是語法糖。其實我想糾正下這個說法。

Labmda表達式不是匿名內(nèi)部類的語法糖,但是他也是一個語法糖。實現(xiàn)方式其實是依賴了幾個JVM底層提供的lambda相關(guān)api。

先來看一個簡單的lambda表達式。遍歷一個list:

  1. public static void main(String... args) { 
  2.     List<String> strList = ImmutableList.of("Hollis""公眾號:Hollis""博客:www.hollischuang.com"); 
  3.  
  4.     strList.forEach( s -> { System.out.println(s); } ); 

為啥說他并不是內(nèi)部類的語法糖呢,前面講內(nèi)部類我們說過,內(nèi)部類在編譯之后會有兩個class文件,但是,包含lambda表達式的類編譯后只有一個文件。

反編譯后代碼如下:

  1. public static /* varargs */ void main(String ... args) { 
  2.     ImmutableList strList = ImmutableList.of((Object)"Hollis", (Object)"\u516c\u4f17\u53f7\uff1aHollis", (Object)"\u535a\u5ba2\uff1awww.hollischuang.com"); 
  3.     strList.forEach((Consumer<String>)LambdaMetafactory.metafactory(nullnullnull, (Ljava/lang/Object;)V, lambda$main$0(java.lang.String ), (Ljava/lang/String;)V)()); 
  4.  
  5. private static /* synthetic */ void lambda$main$0(String s) { 
  6.     System.out.println(s); 

可以看到,在forEach方法中,其實是調(diào)用了java.lang.invoke.LambdaMetafactory#metafactory方法,該方法的第四個參數(shù)implMethod指定了方法實現(xiàn)??梢钥吹竭@里其實是調(diào)用了一個lambda$main$0方法進行了輸出。

再來看一個稍微復(fù)雜一點的,先對List進行過濾,然后再輸出:

  1. public static void main(String... args) { 
  2.     List<String> strList = ImmutableList.of("Hollis""公眾號:Hollis""博客:www.hollischuang.com"); 
  3.  
  4.     List HollisList = strList.stream().filter(string -> string.contains("Hollis")).collect(Collectors.toList()); 
  5.  
  6.     HollisList.forEach( s -> { System.out.println(s); } ); 

反編譯后代碼如下:

  1. public static /* varargs */ void main(String ... args) { 
  2.     ImmutableList strList = ImmutableList.of((Object)"Hollis", (Object)"\u516c\u4f17\u53f7\uff1aHollis", (Object)"\u535a\u5ba2\uff1awww.hollischuang.com"); 
  3.     List<Object> HollisList = strList.stream().filter((Predicate<String>)LambdaMetafactory.metafactory(nullnullnull, (Ljava/lang/Object;)Z, lambda$main$0(java.lang.String ), (Ljava/lang/String;)Z)()).collect(Collectors.toList()); 
  4.     HollisList.forEach((Consumer<Object>)LambdaMetafactory.metafactory(nullnullnull, (Ljava/lang/Object;)V, lambda$main$1(java.lang.Object ), (Ljava/lang/Object;)V)()); 
  5.  
  6. private static /* synthetic */ void lambda$main$1(Object s) { 
  7.     System.out.println(s); 
  8.  
  9. private static /* synthetic */ boolean lambda$main$0(String string) { 
  10.     return string.contains("Hollis"); 

兩個lambda表達式分別調(diào)用了lambda$main$1和lambda$main$0兩個方法。

所以,lambda表達式的實現(xiàn)其實是依賴了一些底層的api,在編譯階段,編譯器會把lambda表達式進行解糖,轉(zhuǎn)換成調(diào)用內(nèi)部api的方式。

可能遇到的坑

泛型——當(dāng)泛型遇到重載

  1. public class GenericTypes { 
  2.  
  3.     public static void method(List<String> list) {   
  4.         System.out.println("invoke method(List<String> list)");   
  5.     }   
  6.  
  7.     public static void method(List<Integer> list) {   
  8.         System.out.println("invoke method(List<Integer> list)");   
  9.     }   
  10. }   

上面這段代碼,有兩個重載的函數(shù),因為他們的參數(shù)類型不同,一個是List另一個是List,但是,這段代碼是編譯通不過的。因為我們前面講過,參數(shù)List和List編譯之后都被擦除了,變成了一樣的原生類型List,擦除動作導(dǎo)致這兩個方法的特征簽名變得一模一樣。

泛型——當(dāng)泛型遇到catch

泛型的類型參數(shù)不能用在Java異常處理的catch語句中。因為異常處理是由JVM在運行時刻來進行的。由于類型信息被擦除,JVM是無法區(qū)分兩個異常類型MyException和MyException

泛型——當(dāng)泛型內(nèi)包含靜態(tài)變量

  1. public class StaticTest{ 
  2.     public static void main(String[] args){ 
  3.         GT<Integer> gti = new GT<Integer>(); 
  4.         gti.var=1; 
  5.         GT<String> gts = new GT<String>(); 
  6.         gts.var=2; 
  7.         System.out.println(gti.var); 
  8.     } 
  9. class GT<T>{ 
  10.     public static int var=0; 
  11.     public void nothing(T x){} 

以上代碼輸出結(jié)果為:2!由于經(jīng)過類型擦除,所有的泛型類實例都關(guān)聯(lián)到同一份字節(jié)碼上,泛型類的所有靜態(tài)變量是共享的。

自動裝箱與拆箱——對象相等比較

  1. public static void main(String[] args) { 
  2.     Integer a = 1000; 
  3.     Integer b = 1000; 
  4.     Integer c = 100; 
  5.     Integer d = 100; 
  6.     System.out.println("a == b is " + (a == b)); 
  7.     System.out.println(("c == d is " + (c == d))); 

輸出結(jié)果:

  1. a == b is false 
  2. c == d is true 

在Java 5中,在Integer的操作上引入了一個新功能來節(jié)省內(nèi)存和提高性能。整型對象通過使用相同的對象引用實現(xiàn)了緩存和重用。

適用于整數(shù)值區(qū)間-128 至 +127。

只適用于自動裝箱。使用構(gòu)造函數(shù)創(chuàng)建對象不適用。

增強for循環(huán)

  1. for (Student stu : students) {     
  2.     if (stu.getId() == 2)      
  3.         students.remove(stu);     

會拋出ConcurrentModificationException異常。

Iterator是工作在一個獨立的線程中,并且擁有一個 mutex 鎖。 Iterator被創(chuàng)建之后會建立一個指向原來對象的單鏈索引表,當(dāng)原來的對象數(shù)量發(fā)生變化時,這個索引表的內(nèi)容不會同步改變,所以當(dāng)索引指針往后移動的時候就找不到要迭代的對象,所以按照 fail-fast 原則 Iterator 會馬上拋出java.util.ConcurrentModificationException異常。參考:一不小心就讓Java開發(fā)者踩坑的fail-fast是個什么鬼?

所以 Iterator 在工作的時候是不允許被迭代的對象被改變的。但你可以使用 Iterator 本身的方法remove()來刪除對象,Iterator.remove() 方法會在刪除當(dāng)前迭代對象的同時維護索引的一致性。

總結(jié)

前面介紹了12種Java中常用的語法糖。所謂語法糖就是提供給開發(fā)人員便于開發(fā)的一種語法而已。

但是這種語法只有開發(fā)人員認識。要想被執(zhí)行,需要進行解糖,即轉(zhuǎn)成JVM認識的語法。

當(dāng)我們把語法糖解糖之后,你就會發(fā)現(xiàn)其實我們?nèi)粘J褂玫倪@些方便的語法,其實都是一些其他更簡單的語法構(gòu)成的。

有了這些語法糖,我們在日常開發(fā)的時候可以大大提升效率,但是同時也要避免過渡使用。使用之前***了解下原理,避免掉坑。

責(zé)任編輯:龐桂玉 來源: Java編程
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