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JAVA語(yǔ)法糖和語(yǔ)法糖編譯

weakish / 2753人閱讀

摘要：提供給了用戶大量的語(yǔ)法糖，比如泛型自動(dòng)裝箱拆箱循環(huán)變長(zhǎng)參數(shù)內(nèi)部類(lèi)枚舉類(lèi)斷言新特性方法引用等解語(yǔ)法糖語(yǔ)法糖的存在主要是方便開(kāi)發(fā)人員使用。

首先，部分總結(jié)文字引用 簡(jiǎn)書(shū)作者:Eric新之助 。鏈接:https://www.jianshu.com/p/4de08deb6ba4

已獲得授權(quán)

先簡(jiǎn)單了解下定義

語(yǔ)法糖

語(yǔ)法糖（Syntactic Sugar），也叫糖衣語(yǔ)法，是英國(guó)計(jì)算機(jī)科學(xué)家彼得·約翰·蘭達(dá)(Peter J. Landin)發(fā)明的一個(gè)術(shù)語(yǔ)。指的是，在計(jì)算機(jī)語(yǔ)言中添加某種語(yǔ)法，這種語(yǔ)法能使程序員更方便的使用語(yǔ)言開(kāi)發(fā)程序，同時(shí)增強(qiáng)程序代碼的可讀性，避免出錯(cuò)的機(jī)會(huì)。
幾乎每種語(yǔ)言都提供語(yǔ)法糖，它只是編譯器實(shí)現(xiàn)的一些小把戲罷了，編譯期間以特定的字節(jié)碼或者特定的方式對(duì)這些語(yǔ)法做一些處理，開(kāi)發(fā)者就可以直接方便地使用了。這些語(yǔ)法糖雖然不會(huì)提供實(shí)質(zhì)性的功能改進(jìn)，但是它們或能提高性能、或能提升語(yǔ)法的嚴(yán)謹(jǐn)性、或能減少編碼出錯(cuò)的機(jī)會(huì)。Java提供給了用戶大量的語(yǔ)法糖，比如泛型、自動(dòng)裝箱/拆箱、foreach循環(huán)、變長(zhǎng)參數(shù)、內(nèi)部類(lèi)、枚舉類(lèi)、斷言、JAVA8新特性（lambda、stream、方法引用等）......

解語(yǔ)法糖

語(yǔ)法糖的存在主要是方便開(kāi)發(fā)人員使用。但其實(shí)，Java 虛擬機(jī)并不支持這些語(yǔ)法糖，這些語(yǔ)法糖在編譯階段就會(huì)被還原成簡(jiǎn)單的基礎(chǔ)語(yǔ)法結(jié)構(gòu)，這個(gè)過(guò)程就是解語(yǔ)法糖。
說(shuō)到編譯，大家肯定都知道，Java 語(yǔ)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(yùn)行于 Java 虛擬機(jī)的字節(jié)碼。
如果你去看com.sun.tools.javac.main.JavaCompiler的源碼，你會(huì)發(fā)現(xiàn)在compile()中有一個(gè)步驟就是調(diào)用desugar()，這個(gè)方法就是負(fù)責(zé)解語(yǔ)法糖的實(shí)現(xiàn)的。

學(xué)習(xí)語(yǔ)法糖原理最好的辦法就是反編譯看源碼~

反編譯工具:

IDEA默認(rèn)反編譯內(nèi)置插件: JD-IntelliJ

對(duì)java8支持良好的反編譯工具: procyon-decompiler

使用方法 : 
java -jar (jar包路徑)procyon-decompiler-0.5.30.jar（class文件路徑）*.class

只支持到j(luò)dk1.5的反編譯工具: jad

使用方法 : 
jad -o -8 -r -d(輸出反編譯文件路徑) -sjava (class文件路徑)
下面看看語(yǔ)法糖和三種反編譯器編譯后的代碼 可變長(zhǎng)度參數(shù)

可變參數(shù)由數(shù)組實(shí)現(xiàn)
Ps:可變長(zhǎng)度參數(shù)必須作為方法參數(shù)列表中的的最后一個(gè)參數(shù)且方法參數(shù)列表中只能有一個(gè)可變長(zhǎng)度參數(shù)

foreach循環(huán)原理

對(duì)于數(shù)組，foreach是用普通for循環(huán)實(shí)現(xiàn)的。
說(shuō)明在對(duì)有實(shí)現(xiàn)Iterable接口的對(duì)象采用foreach語(yǔ)法糖的話，編譯器會(huì)將這個(gè)for關(guān)鍵字轉(zhuǎn)化為對(duì)目標(biāo)的迭代器使用。
所以如果想要自己自定義的類(lèi)可以采用foreach語(yǔ)法糖就要實(shí)現(xiàn)Iterable接口了。

自動(dòng)裝箱/拆箱

可以看到在自動(dòng)裝箱的時(shí)候，Java虛擬機(jī)會(huì)自動(dòng)調(diào)用Integer的valueOf方法；
在自動(dòng)拆箱的時(shí)候，Java虛擬機(jī)會(huì)自動(dòng)調(diào)用Integer的intValue方法。這就是自動(dòng)拆箱和自動(dòng)裝箱的原理
代碼:

IDEA反編譯:

procyon-decompiler反編譯:

jad反編譯:

泛型與類(lèi)型擦除

對(duì)于java虛擬機(jī)來(lái)說(shuō)，他根本不認(rèn)識(shí)Map map這樣的語(yǔ)法。需要在編譯階段通過(guò)類(lèi)型擦除的方式進(jìn)行解語(yǔ)法糖。
類(lèi)型擦除的主要過(guò)程如下：

將所有的泛型參數(shù)用其最左邊界（最頂級(jí)的父類(lèi)型）類(lèi)型替換。
移除所有的類(lèi)型參數(shù)。

代碼:

IDEA反編譯:

procyon-decompiler反編譯:

jad反編譯:

泛型與重載

泛型編譯出來(lái)的代碼是會(huì)把類(lèi)型擦除的，所以如下的代碼是不能編譯的，是因?yàn)閰?shù)List和List編譯之后都被擦除了，變成了一樣的原生類(lèi)型List，擦除動(dòng)作導(dǎo)致這兩個(gè)方法的特征簽名變得一模一樣，或者說(shuō)兩個(gè)一模一樣的方法不能共存在一個(gè)class文件里

那么如果加上返回類(lèi)型呢？

上面這段代碼，IDE無(wú)法編譯通過(guò)，javac編譯可以通過(guò)。
網(wǎng)上找到一段引用：

在《Java虛擬機(jī)規(guī)范第二版》（JDK 1.5修改后的版本）的“§4.4.4
Signatures”章節(jié)及《Java語(yǔ)言規(guī)范第三版》的“§8.4.2 Method
Signature”章節(jié)中分別都定義了字節(jié)碼層面的方法特征簽名，以及Java代碼層面的方法特征簽名，特征簽名最重要的任務(wù)就是作為方法獨(dú)一無(wú)二不可重復(fù)的ID，在Java代碼中的方法特征簽名只包括了方法名稱、參數(shù)順序及參數(shù)類(lèi)型，而在字節(jié)碼中的特征簽名還包括方法返回值及受查異常表。

根據(jù)上面的例子說(shuō)明：由于List和List擦除后是同一個(gè)類(lèi)型，只能添加兩個(gè)并不需要實(shí)際使用到的返回值才能完成重載。這是否是一種引入泛型后的折中的解決方案呢？

枚舉

Java枚舉編譯后實(shí)際上是生成了一個(gè)類(lèi)，該類(lèi)繼承了 java.lang.Enum，并添加了一個(gè)返回枚舉數(shù)組的values()方法和valueOf()方法。
代碼:

IDEA反編譯:

procyon-decompiler反編譯:

jad反編譯:

內(nèi)部類(lèi)

Java的內(nèi)部類(lèi)也是一個(gè)語(yǔ)法糖，它僅僅是一個(gè)編譯時(shí)的概念，outer.java里面定義了一個(gè)內(nèi)部類(lèi)inner，一旦編譯成功，就會(huì)生成兩個(gè)完全不同的.class文件了，分別是outer.class和outer$inner.class。所以內(nèi)部類(lèi)的名字完全可以和它的外部類(lèi)名字相同。
代碼:

IDEA反編譯:

procyon-decompiler反編譯:

jad反編譯:

Parsing /Users/dasouche/Downloads/product/springboot-demo/target/classes/com/example/demo/DemoOutClass.class...Parsing inner class /Users/dasouche/Downloads/product/springboot-demo/target/classes/com/example/demo/DemoOutClass$InnerClass.class... Generating /Users/dasouche/Desktop/jad158g.mac.intel/com/example/demo/DemoOutClass.java

斷言

代碼:

IDE反編譯:

procyon-decompiler反編譯:

jad反編譯:

JAVA8新特性中語(yǔ)法糖

Lambda表達(dá)式在Java 8中首先會(huì)生成一個(gè)私有的靜態(tài)函數(shù)，這個(gè)私有的靜態(tài)函數(shù)干的就是Lambda表達(dá)式里面的內(nèi)容
代碼:

IDEA反編譯:

procyon-decompiler反編譯:

jad反編譯 報(bào)錯(cuò):

用javap反編譯后:

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