作为 Java 书呆子，比起实用技能，我们会对介绍 Java 和 JVM 的概念细节更感兴趣。因此我想推荐 Lukas Eder 在 jooq.org 发表的原创作品给大家。
你是从很早开始就一直使用 Java 吗？那你还记得它的过去吗？那时，Java 还叫 Oak，OO 还是一个热门话题，C++ 的 folk 者认为 Java 是不可能火起来，Java 开发的小应用程序 Applets 还受到关注。
我敢打赌，下面我要介绍的这些事，有一半你都不知道。下面让我们来深入探索 Java 的神秘之处。
1. 没有检查异常这种事情
没错！JVM 不会知道这些事情，只有 Java 语句知道。
如今大家都认为检查异常是个错误。正如 Bruce Eckel 在布拉格 GeeCON 闭幕时所说，Java 之后再没别的语言检查异常，甚至 Java 8 在新的 Stream API 中也不再干这个事情(如果你的 Lambda 使用 IO 和 JDBC，这其实还是有点痛苦)。
如何证实 JVM 并不清楚检查异常一事？试试下面的代码：
public class Test {
// No throws clause here
public static void main(String[] args) {
doThrow(new SQLException());
}
static void doThrow(Exception e) {
Test.<RuntimeException> doThrow0(e);
}
@SuppressWarnings("unchecked")
static <E extends Exception> void doThrow0(Exception e) throws E {
throw (E) e;
}
}
这不仅可以编译通过，它还可以抛出 SQLException。你甚至不需要 Lombok 的 @SneakyThrows 就能办到。
这篇文章可以看到更详细的相关内容，或者在 Stack Overflow 上看。
2. 你可以定义仅在返回值有差异的重载函数
这样的代码无法编译，对不？
class Test {
Object x() { return "abc"; }
String x() { return "123"; }
}
对。 Java 语言不允许两个方法在同一个类中“等效重载”，而忽略其诸如throws自居或返回类型等的潜在的差异。
查看 Class.getMethod(String, Class…) 的 Javadoc。 其中说明如下：
请注意，类中可能有多个匹配方法，因为 Java 语言禁止在一个类声明具有相同签名但返回类型不同的多个方法，但 Java 虚拟机并不是如此。虚拟机中增加的灵活性可以用于实现各种语言特征。例如，可以用桥接方法实现协变参返回; 桥接方法和被重写的方法将具有相同的签名但拥有不同的返回类型。
哇哦，有道理。实际上下面的代码暗藏着很多事情：
abstract class Parent<T> {
abstract T x();
}
class Child extends Parent<String> {
@Override
String x() { return "abc"; }
}
来看看为 Child 生成的字节码：
// Method descriptor #15 ()Ljava/lang/String;
// Stack: 1, Locals: 1
java.lang.String x();
0 ldc </String><String "abc"> [16]
2 areturn
Line numbers:
[pc: 0, line: 7]
Local variable table:
[pc: 0, pc: 3] local: this index: 0 type: Child
// Method descriptor #18 ()Ljava/lang/Object;
// Stack: 1, Locals: 1
bridge synthetic java.lang.Object x();
0 aload_0 [this]
1 invokevirtual Child.x() : java.lang.String [19]
4 areturn
Line numbers:
[pc: 0, line: 1]
其实在字节码中 T 真的只是 Object。这很好理解。
合成的桥方法实际是由编译器生成的，因为 Parent.x() 签名中的返回类型在实际调用的时候正好是 Object。在没有这种桥方法的情况下引入泛型将无法在二进制下兼容。因此，改变 JVM 来允许这个特性所带来的痛苦会更小(副作用是允许协变凌驾于一切之上) 很聪明，不是吗？
你看过语言内部的细节吗？不妨看看，在这里会发现更多很有意思的东西。
3. 所有这些都是二维数组！
class Test {
int[][] a() { return new int[0][]; }
int[] b() [] { return new int[0][]; }
int c() [][] { return new int[0][]; }
}
是的，这是真的。即使你的大脑解析器不能立刻理解上面方法的返回类型，但其实他们都是一样的！类似的还有下面这些代码片段：
class Test {
int[][] a = {{}};
int[] b[] = {{}};
int c[][] = {{}};
}
你认为这很疯狂？想象在上面使用 JSR-308 / Java 8 类型注解 。语法的可能性指数激增！
@Target(ElementType.TYPE_USE)
@interface Crazy {}
class Test {
@Crazy int[][] a1 = {{}};
int @Crazy [][] a2 = {{}};
int[] @Crazy [] a3 = {{}};
@Crazy int[] b1[] = {{}};
int @Crazy [] b2[] = {{}};
int[] b3 @Crazy [] = {{}};
@Crazy int c1[][] = {{}};
int c2 @Crazy [][] = {{}};
int c3[] @Crazy [] = {{}};
}
类型注解。看起来很神秘，其实并不难理解。
或者换句话说:
当我做最近一次提交的时候是在我4周的假期之前。
对你来说，上面的内容在你的实际使用中找到了吧。
4. 条件表达式的特殊情况
可能大多数人会认为：
Object o1 = true ? new Integer(1) : new Double(2.0);
是否等价于：
Object o2;
if (true)
o2 = new Integer(1);
else
o2 = new Double(2.0);
然而，事实并非如此。我们来测试一下就知道了。
System.out.println(o1);
System.out.println(o2);
输出结果：
1.0
1
由此可见，三目条件运算符会在有需要的情况下，对操作数进行类型提升。注意，是只在有需要时才进行；否则，代码可能会抛出 NullPointerException 空引用异常：
Integer i = new Integer(1);
if (i.equals(1))
i = null;
Double d = new Double(2.0);
Object o = true ? i : d; // NullPointerException!
System.out.println(o);
5. 你还没搞懂复合赋值运算符
很奇怪吗？来看看下面这两行代码：
i += j; i = i + j;
直观看来它们等价，是吗？但可其实它们并不等价！JLS 解释如下：
E1 op= E2 形式的复合赋值表达式等价于 E1 = (T)((E1) op (E2))，这里 T 是 E1 的类型，E1 只计算一次。
非常好，我想引用 Peter Lawrey Stack Overflow 上的对这个问题的回答：
使用 *= 或 /= 来进行计算的例子
byte b = 10;
b *= 5.7;
System.out.println(b); // prints 57
或者
byte b = 100;
b /= 2.5;
System.out.println(b); // prints 40
或者
char ch = ‘0‘;
ch *= 1.1;
System.out.println(ch); // prints ‘4‘
或者
char ch = ‘A‘;
ch *= 1.5;
System.out.println(ch); // prints ‘a‘
现在看到它的作用了吗？我会在应用程序中对字符串进行乘法计算。因为，你懂的…
6. 随机整数
现在有一个更难的谜题。不要去看答案，看看你能不能自己找到答案。如果运行下面的程序：
for (int i = 0; i < 10; i++) {
System.out.println((Integer) i);
}
… “有时候”，我会得到下面的输出：
92 221 45 48 236 183 39 193 33 84
这怎么可能？？
. spoiler… 继续解答…
好了，答案在这里 (https://blog.jooq.org/2013/10/17/add-some-entropy-to-your-jvm/)，这必须通过反射重写 JDK 的 Integer 缓存，然后使用自动装箱和拆箱。不要在家干这种事情！或者，我们应该换种方式进行此类操作。
7. GOTO
这是我的最爱之一。Java也有GOTO！输入下试试……
int goto = 1;
将输出：
Test.java:44: error: <identifier> expected
int goto = 1;
^
这是因为goto是一个未使用的关键字, 仅仅是为了以防万一……
但这不是最令人兴奋的部分。令人兴奋的部分是你可以使用 break、continue 和标记块来实现 goto 功能：
向前跳：
label: {
// do stuff
if (check) break label;
// do more stuff
}
在字节码中格式如下：
2 iload_1 [check]
3 ifeq 6 // Jumping forward
6 ..
向后跳：
label: do {
// do stuff
if (check) continue label;
// do more stuff
break label;
} while(true);
在字节码中格式如下:
2 iload_1 [check]
3 ifeq 9
6 goto 2 // Jumping backward
9 ..
8. Java 有类型别名
其它语言 (比如 Ceylon) 中，我们很容易为类型定义别名：
interface People => Set<Person>;
这里产生了 People 类型，使用它就跟使用 Set<Person> 一样：
People? p1 = null;
Set</Person><Person>? p2 = p1;
People? p3 = p2;
Java 中我们不能在顶层作用域定义类型别名，但是我们可以在类或方法作用域中干这个事情。假如我们不喜欢 Integer、Long 等等名称，而是想用更简短的 I 和 L，很简单：
class Test<I extends Integer> {
<L extends Long> void x(I i, L l) {
System.out.println(
i.intValue() + ", " +
l.longValue()
);
}
}
在上面的程序中，Test 类作用域内 Integer 被赋予 I 这样的 “别名”，类似地，Long 在 x() 方法中被赋予 L 这样的 “别名”。之后我们可以这样调用方法：
new Test().x(1, 2L);
这种技术当然不太会受重视。这种情况下，Integer 和 Long 都是 final 类型，也就是说，I 和 L 是事实上的别名(基本上赋值兼容性只需要考虑一种可能性)。如果我们使用非 final 类型 (比如 Object)，那就是一般的泛型。
这些把戏已经玩够了。现在来看看真正了不起的东西！
9. 某些类型的关系并不确定！
好了，这会很引人注目，先来杯咖啡提提神。思考一下下面两个类型：
// A helper type. You could also just use List
interface Type<T> {}
class C implements Type<Type <? super C>> {}
class D<P> implements Type<Type <? super D<D<P>>>> {}
现在告诉我，类型 C 和 D 到底是什么？
它们存在递归，是一种类似 java.lang.Enum (但有略微不同)的递归方式。看看：
public abstract class Enum<E extends Enum<E>> { ... }
在上面的描述中，enum 实际上只是单纯的语法糖：
// This
enum MyEnum {}
// Is really just sugar for this
class MyEnum extends Enum<MyEnum> { ... }
认识到这一点之后我们回过头来看看前面提到的两个类型，下面的代码会编译成什么样？
class Test {
Type< ? super C> c = new C();
Type< ? super D<Byte>> d = new D<Byte>();
}
非常难回答的问题，不过 Ross Tate 已经回答了。这个问题的答案是不可判定的：
C 是 Type<? super C> 的子类?
Step 0) C <?: Type<? super C>
Step 1) Type<Type<? super C>> <?: Type (inheritance)
Step 2) C (checking wildcard ? super C)
Step . . . (cycle forever)
然后：
D 是 Type<? super D<Byte>> 的子类?
Step 0) D<Byte> <?: Type<? super C<Byte>>
Step 1) Type<Type<? super D<D<Byte>>>> <?: Type<? super D<Byte>>
Step 2) D<Byte> <?: Type<? super D<D<Byte>>>
Step 3) Type<Type<? super C<C>>> <?: Type<? super C<C>>
Step 4) D<D<Byte>> <?: Type<? super D<D<Byte>>>
Step . . . (expand forever)
在 Eclipse 中试着编译一下，它会崩溃！ (不用担心，我提交了 BUG 报告)
让这个事情沉下去…
Java 中某些类型的关系是不明确的！
如果你对 Java 这个用法感到奇怪之余也感兴趣，就去看看 Ross Tate 写的 “在 Java 的类型系统中使用通配符” (与 Alan Leung 和 Sorin Lerner 合著)，我们也在讨论泛型多态中的相关子类多态性。
10. 类型交集
Java 有一个非常奇怪的特性叫类型交集。你可以申明某个(泛型)类型，而它实际上是两个类型的交集，比如：
class Test<T extends Serializable & Cloneable> {
}
绑定到 Test 类型实例的泛型类型参数 T 必须实现 Serializable 和 Cloneable。比如，String 就不符合要求，但 Dete 满足：
// Doesn‘t compile
Test<String> s = null;
// Compiles
Test<Date> d = null;
这个特性已经在 Java 8 中使用。这很有用吗？几乎没用，但是如果你希望某个 Lambda 表达式是这种类型，还真没别的办法。假设你的方法有这种疯狂的类型约束：
<T extends Runnable & Serializable> void execute(T t) {}
你想通过执行它得到一个可以序列化 (Serializable) 的 Runnable 对象。Lambda 和序列化也有点奇怪。
如果 Lambda 的目标类型和参数类型都可以序列化，那么你可以序列化这个 Lambda
但是即使是这样，他们都不能自动实现 Serializable 标记接口。你必须强制转换类型。但是当你只扔给 Serializable 时…
execute((Serializable) (() -> {}));
… 那么 lambda 将不再是 Runnable 的。
因此要把它转换为两种类型：
execute((Runnable & Serializable) (() -> {}));
结论
一句话总结这篇文章就是：
Java 恰好是一种看起来神秘的语言，其实不然。
欢迎加入学习交流群569772982，大家一起学习交流。