JVMJVM06(编译器处理-java语法糖总结)

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篇首语:本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理,主要介绍了JVMJVM06(编译器处理-java语法糖总结)相关的知识,希望对你有一定的参考价值。

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  • 🍅文章发布日期:2022.02.08
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⭐️1编译期处理(语法糖)

所谓语法糖,其实就是指java编译器把*.java源码编译为*.class字节码的过程中,自动生成和转换的一些代码,主要是为了减轻程序员的负担,算是java编译器给我们的一个额外福利(给糖吃)

注意以下代码的分析,借助javap工具,idea的反编译功能,idea插件jclasslib等工具。另外,编译器转换的结果直接就是class字节码,只是为了便于阅读,给出了几乎等价的java源码方式,并不是编译器还会转换出中间的java源码,切记。

⭐️1.1默认构造器

public class Candy1

编译成class后的代码:

public class Candy1
    //这个无参构造器是编译器帮助我们加上的
    public Candy1()
        super();//即调用父类Object的无参构造方法
    

⭐️1.2自动拆装箱

这个特性是JDK5开始加入的,代码片段1:

public class Demo01 
    public static void main(String[] args) 
        Integer x = 1;
        int y = x;
    

上面代码在JDK5之前是无法编译通过的,必须改写为代码片段2:

public class Demo01 
    public static void main(String[] args) 
        Integer x = Integer.valueOf(1);
        int y = x.intValue();
    

显然之前版本的代码太麻烦了,需要在基本类型和包装类型之间来回转换(尤其是集合类中操作的都是包装类型),因此这些转化的事情在JDK5以后都由编译器在编译阶段完成。即代码片段1都会在编译阶段被转换为代码片段2

⭐️1.3泛型集合取值

泛型也是在JDK5开始加入的特性,但java在编译泛型代码后会执行泛型擦除的动作,即泛型信息在编译为字节码之后就丢失了,实际的类型都当做了Object类型来处理

public class Demo02 
    public static void main(String[] args) 
        List<Integer> list = new ArrayList<>();
        list.add(10);//实际调用的是List.add(Object e)
        Integer x = list.get(0);//实际调用的是Object obj = list.get(int index);
    

所以在取值时,编译器真正生成的字节码中,还要额外做一个类型转换的操作:

//需要将Object转为Integer
 Integer x = ( Integer)list.get(0);

如果前面的x变量类型修改为int基本类型那么最终生成的字节码是:

//需要将Object转为Integer
int x = ((Integer)list.get(0)).intValue();

这些事情现在都不用我们自己做

擦除的是字节码上的泛型信息,可以看到LocalVariableTypeTable仍然保留了方法参数泛型的信息

Compiled from "Demo02.java"
public class com.wql.jvm.Candy.Demo02
  minor version: 0
  major version: 52
  flags: (0x0021) ACC_PUBLIC, ACC_SUPER
  this_class: #8                          // com/wql/jvm/Candy/Demo02
  super_class: #9                         // java/lang/Object
  interfaces: 0, fields: 0, methods: 2, attributes: 1
Constant pool:
   #1 = Methodref          #9.#29         // java/lang/Object."<init>":()V
   #2 = Class              #30            // java/util/ArrayList
   #3 = Methodref          #2.#29         // java/util/ArrayList."<init>":()V
   #4 = Methodref          #7.#31         // java/lang/Integer.valueOf:(I)Ljava/lang/Int
eger;
   #5 = InterfaceMethodref #32.#33        // java/util/List.add:(Ljava/lang/Object;)Z
   #6 = InterfaceMethodref #32.#34        // java/util/List.get:(I)Ljava/lang/Object;
   #7 = Class              #35            // java/lang/Integer
   #8 = Class              #36            // com/wql/jvm/Candy/Demo02
   #9 = Class              #37            // java/lang/Object
  #10 = Utf8               <init>
  #11 = Utf8               ()V
  #12 = Utf8               Code
  #13 = Utf8               LineNumberTable
  #14 = Utf8               LocalVariableTable
  #15 = Utf8               this
  #16 = Utf8               Lcom/wql/jvm/Candy/Demo02;
  #17 = Utf8               main
  #18 = Utf8               ([Ljava/lang/String;)V
  #19 = Utf8               args
  #20 = Utf8               [Ljava/lang/String;
  #21 = Utf8               list
  #22 = Utf8               Ljava/util/List;
  #23 = Utf8               x
  #24 = Utf8               Ljava/lang/Integer;
  #25 = Utf8               LocalVariableTypeTable
  #26 = Utf8               Ljava/util/List<Ljava/lang/Integer;>;
  #27 = Utf8               SourceFile
  #28 = Utf8               Demo02.java
  #29 = NameAndType        #10:#11        // "<init>":()V
  #30 = Utf8               java/util/ArrayList
  #31 = NameAndType        #38:#39        // valueOf:(I)Ljava/lang/Integer;
  #32 = Class              #40            // java/util/List
  #33 = NameAndType        #41:#42        // add:(Ljava/lang/Object;)Z
  #34 = NameAndType        #43:#44        // get:(I)Ljava/lang/Object;
  #35 = Utf8               java/lang/Integer
  #36 = Utf8               com/wql/jvm/Candy/Demo02
  #37 = Utf8               java/lang/Object
  #38 = Utf8               valueOf
  #39 = Utf8               (I)Ljava/lang/Integer;
  #40 = Utf8               java/util/List
  #41 = Utf8               add
  #42 = Utf8               (Ljava/lang/Object;)Z
  #43 = Utf8               get
  #44 = Utf8               (I)Ljava/lang/Object;

  public com.wql.jvm.Candy.Demo02();
    descriptor: ()V
    flags: (0x0001) ACC_PUBLIC
    Code:
      stack=1, locals=1, args_size=1
         0: aload_0
         1: invokespecial #1                  // Method java/lang/Object."<init>":()V
         4: return
      LineNumberTable:
        line 12: 0
      LocalVariableTable:
        Start  Length  Slot  Name   Signature
            0       5     0  this   Lcom/wql/jvm/Candy/Demo02;

  public static void main(java.lang.String[]);
    descriptor: ([Ljava/lang/String;)V
    flags: (0x0009) ACC_PUBLIC, ACC_STATIC
    Code:
      stack=2, locals=3, args_size=1
         0: new           #2                  // class java/util/ArrayList
         3: dup
         4: invokespecial #3                  // Method java/util/ArrayList."<init>":()V

         7: astore_1
         8: aload_1
         9: bipush        10
        11: invokestatic  #4                  // Method java/lang/Integer.valueOf:(I)Lja
va/lang/Integer;
        14: invokeinterface #5,  2            // InterfaceMethod java/util/List.add:(Lja
va/lang/Object;)Z
        19: pop
        20: aload_1
        21: iconst_0
        22: invokeinterface #6,  2            // InterfaceMethod java/util/List.get:(I)L
java/lang/Object;
        27: checkcast     #7                  // class java/lang/Integer
        30: astore_2
        31: return
      LineNumberTable:
        line 14: 0
        line 15: 8
        line 16: 20
        line 17: 31
      LocalVariableTable:
        Start  Length  Slot  Name   Signature
            0      32     0  args   [Ljava/lang/String;
            8      24     1  list   Ljava/util/List;
           31       1     2     x   Ljava/lang/Integer;
     
//局部变量类型表  ,包含了我们方法参数的一些泛型信息                                   LocalVariableTypeTable:
        Start  Length  Slot  Name   Signature
            8      24     1  list   Ljava/util/List<Ljava/lang/Integer;>;

SourceFile: "Demo02.java"

使用反射,仍然能够获得这些信息

public Set<Integer> test(List<String> list, Map<Integer, Object> map) 

Method test = Candy3.class.getMethod("test", List.class, Map.class);
Type[] types = test.getGenericParameterTypes();
for (Type type : types) 
    if (type instanceof ParameterizedType) 
        ParameterizedType parameterizedType = (ParameterizedType) type;
        System.out.println("原始类型 - " + parameterizedType.getRawType());
        Type[] arguments = parameterizedType.getActualTypeArguments();
        for (int i = 0; i < arguments.length; i++) 
        	System.out.printf("泛型参数[%d] - %s\\n", i, arguments[i]);
        
    

输出

⭐️1.4可变参数

可变参数也是JDK5开始加入的新特性:

例如:

public class Demo03 
    public static void foo(String... args)
        String[] array = args;
        System.out.println(array);
    
    public static void main(String[] args) 
        foo("hello","java");
    

可变参数String… args 实是-个string[] args, 从代码中的赋值语句中就可以看出来。同样java编译器会在编译期间将上述代码变换为:

public class Demo03 
    public static void foo(String[] args)
        String[] array = args;
        System.out.println(array);
    
    public static void main(String[] args) 
        foo(new String[]"hello","java");
    

注意:
如果调用了foo(),则等价代码为foo(new String[]),创建了一个空的数组,而不会传递null进去

⭐️1.5 foreach循环

JDK5开始引入的语法糖,数组的循环:

public class Demo04 
    public static void main(String[] args) 
        int[] array = 1,2,3,4,5;//数组赋初值的简化写法也是语法糖
        for (int e:array)
            System.out.println(e);
        
    

会被编译器转换为:

public class Demo04 
    public static void main(String[] args) 
        int[] array = new int[]1,2,3,4,5;//数组赋初值的简化写法也是语法糖
        for (int i = 0; i < array.length; ++i) 
            int e =array[i];
            System.out.println(e);
        
    

而集合的循环:

public class Demo05 
    public static void main(String[] args) 
        List<Integer> list = Arrays.asList(1, 2, 3, 4, 5);
        for (Integer i : list) 
            System.out.println(i);
        
    

实际被编译器转换为对迭代器的调用:

public class Demo05 
    public static void main(String[] args) 
        List<Integer> list = Arrays.asList(1, 2, 3, 4, 5);
        Iterator<Integer> iter = list.iterator();
        while (iter.hasNext())
            Integer e = iter.next();
            System.out.println(e);
        
    

注意:
foreach循环写法,能够配合数组,以及所有实现了Iterable接口的集合类一起使用,其中Iterable用来获取集合的迭代器(Iterator)

⭐️1.6switch字符串

从JDK7开始,switch可以作用于字符串和枚举类,这个功能其实也是语法糖,例如:

public class Demo06 
    public static void choose(String str)
        switch (str)
            case "hello":
                System.out.println("h");
                break;
            
            case "world":
                System.out.println("w");
                break;
            
        
    

注意:

switch配合String和枚举使用时,变量不能为null,原因分析完语法糖转换后的代码应当自然清楚会被编译器转换为:

public class Demo06 
    public static void choose(String str)
        byte x = -1;
        switch (str.hashCode())
            case 99162322://hello的hashCode
                if (str.equals("hello"))
                    x=0;
                
                break;
            case 113318802://world的hashCode
                if (str.equals("world"))
                    x=1;
                
        
        switch (x)
            case 0:
                System.out.println("h");
                break;
            case 1:
                System.out.println("w");
        
    

可以看到,执行了两边switch,第一遍是根据字符串的hashCode和equals将字符串的转换为相应byte类型,第二遍才是利用byte执行进行比较

为什么第

以上是关于JVMJVM06(编译器处理-java语法糖总结)的主要内容,如果未能解决你的问题,请参考以下文章

JVM -- 编译器处理;语法糖

java语法糖

Java语法糖设计

JVM_10 类加载与字节码技术(编译期处理——语法糖)

JVM_10 类加载与字节码技术(编译期处理——语法糖)

Java 语法糖详解