JVM第五卷---编译期处理

JVM第五卷---编译期处理

• 编译期处理
  • 默认构造器
  • 自动拆装箱
  • 泛型集合取值--泛型擦除
  • 可变参数
  • foreach 循环
  • switch 字符串
  • switch 枚举
  • 枚举类
  • try-with-resources
  • 方法重写时的桥接方法
  • 匿名内部类
• 插入式注解处理器

编译期处理

所谓的 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 嘛）

注意，以下代码的分析，借助了 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。

默认构造器

public class Candy1 { }

编译成class后的代码

在这里插入图片描述

自动拆装箱

这个特性是 JDK 5 开始加入的， 代码片段1 ：

在这里插入图片描述

这段代码在 JDK 5 之前是无法编译通过的，必须改写为 代码片段2 :

在这里插入图片描述

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），因此这些转换的事情在 JDK 5 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

泛型集合取值–泛型擦除

泛型也是在 JDK 5 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：

在这里插入图片描述

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：

在这里插入图片描述

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：

在这里插入图片描述

还好这些麻烦事都不用自己做。

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

在这里插入图片描述

在这里插入图片描述

在这里插入图片描述

局部变量没有办法通过反射的方式，拿到泛型信息，只有在方法的参数和返回值上带的泛型信息才可以通过反射获取到

使用反射，仍然能够获得这些信息：

在这里插入图片描述

在这里插入图片描述

输出

在这里插入图片描述

可变参数

可变参数也是 JDK 5 开始加入的新特性：

例如：

在这里插入图片描述

可变参数 String… args 其实是一个 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：

在这里插入图片描述

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

foreach 循环

仍是 JDK 5 开始引入的语法糖，数组的循环：

在这里插入图片描述

会被编译器转换为：

在这里插入图片描述

而集合的循环：

在这里插入图片描述

实际被编译器转换为对迭代器的调用：

在这里插入图片描述

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 ）

switch 字符串

从 JDK 7 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：

在这里插入图片描述

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:

在这里插入图片描述

可以看到，执行了两遍 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。

为什么第一遍时必须既比较 hashCode，又利用 equals 比较呢？

hashCode 是为了提高效率，减少可能的比较；而 equals 是为了防止 hashCode 冲突，例如 BM 和 C. 这两个字符串的hashCode值都是2123 ，如果有如下代码：

在这里插入图片描述

会被编译器转换为：

在这里插入图片描述

switch 枚举

switch 枚举的例子，原始代码：

在这里插入图片描述

转换后代码：

在这里插入图片描述

枚举类

JDK 7 新增了枚举类，以前面的性别枚举为例：

enum Sex { MALE, FEMALE }

转换后代码：

在这里插入图片描述

try-with-resources

JDK 7 开始新增了对需要关闭的资源处理的特殊语法 try-with-resources：`

在这里插入图片描述

其中资源对象需要实现 AutoCloseable 接口，例如 InputStream 、 OutputStream 、 Connection 、 Statement 、 ResultSet 等接口都实现了 AutoCloseable ，使用 try-with- resources 可以不用写 finally 语句块，编译器会帮助生成关闭资源代码，例如:

在这里插入图片描述

会被转换为：

在这里插入图片描述

为什么要设计一个 addSuppressed(Throwable e) （添加被压制异常）的方法呢？是为了防止异常信息的丢失（想想 try-with-resources 生成的 fianlly 中如果抛出了异常）：

在这里插入图片描述

输出：

在这里插入图片描述

如以上代码所示，两个异常信息都不会丢

方法重写时的桥接方法

我们都知道，方法重写时对返回值分两种情况：

• 父子类的返回值完全一致
• 子类返回值可以是父类返回值的子类（比较绕口，见下面的例子）

在这里插入图片描述

对于子类，java 编译器会做如下处理：

在这里插入图片描述

其中桥接方法比较特殊，仅对 java 虚拟机可见，并且与原来的 public Integer m() 没有命名冲突，可以用下面反射代码来验证：

for (Method m : B.class.getDeclaredMethods()) 
{ System.out.println(m); }

会输出：

public java.lang.Integer test.candy.B.m() 
public java.lang.Number test.candy.B.m()

匿名内部类

源代码：

在这里插入图片描述

转换后代码：

在这里插入图片描述

在这里插入图片描述

引用局部变量的匿名内部类，源代码：

在这里插入图片描述

转换后代码：

在这里插入图片描述

注意

这同时解释了为什么匿名内部类引用局部变量时，局部变量必须是 final 的：因为在创建Candy111 对象时，将 x 的值赋值给了 Candy111 对象的 valx 属性，所以 x 不应该再发生变化了，如果变化，那么 valx 属性没有机会再跟着一起变化

插入式注解处理器

插入式注解处理器可以看做是一组编译器插件，当这些插件工作的时候，可以读取，修改和添加抽象语法树中任意的元素。

如果这些插件在处理注解期间对语法树进行过修改，编译器将会到解析及填充符号表的过程重新处理，直到所有插入式注解处理器都没有再对语法树进行修改为止，每一次循环称为一个轮次。

著名的Lombok就是通过插入式注解处理器实现的。

打包自定义插入式注解： https://www.cnblogs.com/avenwu/p/4173899.html 获取类、字段：https://blog.csdn.net/zhuhai__yizhi/article/details/51394810 编辑语法树：https://blog.csdn.net/a_zhenzhen/article/details/86065063 https://www.cnblogs.com/kanyun/p/11541826.html 生成 GET / SET 方法：https://www.jianshu.com/p/68fcbc154c2f

插入式注解-自动生成 Get / Set