java语法糖

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java反编译相关

什么是语法糖？

指在计算机语言中添加的某种语法，这种语法对语言的功能并没有影响，但是更方便程序员使用。

简而言之，语法糖让程序更加简洁，有更高的可读性。

常见的语法糖

Java 虚拟机并不支持这些语法糖。这些语法糖在编译阶段就会被还原成简单的基础语法结构，这个过程就是解语法糖。

Java 中最常用的语法糖主要有泛型、变长参数、条件编译、自动拆装箱、内部类等。

switch 支持 String 与枚举

对于编译器来说 switch 只能支持整型，任何类型的比较都要转换成整型。

public class switchDemoString {
    public static void main(String[] args) {
        String str = "world";
        switch (str) {
        case "hello":
            System.out.println("hello");
            break;
        case "world":
            System.out.println("world");
            break;
        default:
            break;
        }
    }
}

反编译之后为：

public class switchDemoString
{
    public switchDemoString()
    {
    }
    public static void main(String args[])
    {
        String str = "world";
        String s;
        switch((s = str).hashCode())
        {
        default:
            break;
        case 99162322:
            if(s.equals("hello"))// 进行安全检查，因为可能有hash碰撞
                System.out.println("hello");
            break;
        case 113318802:
            if(s.equals("world"))// 进行安全检查，因为可能有hash碰撞
                System.out.println("world");
            break;
        }
    }
}

则字符串的 switch 是通过 equals() 和 hashCode() 方法来实现的。性能会稍微降低，但影响不大。

泛型

一个编译器处理泛型有两种方式：Code specialization (C++、C#)和 Code sharing (java)

Note

Code sharing 方式为每个泛型类型创建唯一的字节码表示，并且将该泛型类型的实例都映射到这个唯一的字节码表示上。将多种泛型类形实例映射到唯一的字节码表示是通过类型擦除（type erasue）实现的。

类型擦除的规则：

将所有的泛型参数用其最左边界（最顶级的父类型）类型替换。
移除所有的类型参数。

Map<String, String> map = new HashMap<String, String>(); 解语法糖之后会变成：Map map = new HashMap();

public static <A extends Comparable<A>> A max(Collection<A> xs) {
    Iterator<A> xi = xs.iterator();
    A w = xi.next();
    while (xi.hasNext()) {
        A x = xi.next();
        if (w.compareTo(x) < 0)
            w = x;
    }
    return w;
}

类型擦除后会变成：

 public static Comparable max(Collection xs){
    Iterator xi = xs.iterator();
    Comparable w = (Comparable)xi.next();
    while(xi.hasNext())
    {
        Comparable x = (Comparable)xi.next();
        if(w.compareTo(x) < 0)
            w = x;
    }
    return w;
}

虚拟机中没有泛型，只有普通类和普通方法，所有泛型类的类型参数在编译时都会被擦除，泛型类并没有自己独有的 Class 类对象。

比如并不存在 List<String>.class 或是 List<Integer>.class，而只有 List.class。

自动装箱与拆箱

在装箱的时候自动调用的是 Integer 的 valueOf(int) 方法。而在拆箱的时候自动调用的是 Integer 的 intValue 方法。

装箱过程是通过调用包装器的 valueOf 方法实现的，而拆箱过程是通过调用包装器的 xxxValue 方法实现的。

可变长参数

public static void main(String[] args)
    {
        print("Holis", "公众号:Hollis", "博客：www.hollischuang.com", "QQ：907607222");
    }

public static void print(String... strs)
{
    for (int i = 0; i < strs.length; i++)
    {
        System.out.println(strs[i]);
    }
}

反编译后：

public static void main(String args[])
{
    print(new String[] {
        "Holis", "\u516C\u4F17\u53F7:Hollis", "\u535A\u5BA2\uFF1Awww.hollischuang.com", "QQ\uFF1A907607222"
    });
}

public static transient void print(String strs[])
{
    for(int i = 0; i < strs.length; i++)
        System.out.println(strs[i]);

}

可变参数在被使用的时候，他首先会创建一个数组，数组的长度就是调用该方法是传递的实参的个数，然后再把参数值全部放到这个数组当中，然后再把这个数组作为参数传递到被调用的方法中。

感觉很容易猜到吧。

注：trasient 仅在修饰成员变量时有意义，此处 “修饰方法” 是由于在 javassist 中使用相同数值分别表示 trasient 以及 vararg，见此处

后面可以加快点进度了，这个部分很简单。

枚举：

public enum t {
    SPRING,SUMMER;
}

反编译后为：

public final class T extends Enum
{
    private T(String s, int i)
    {
        super(s, i);
    }
    public static T[] values()
    {
        T at[];
        int i;
        T at1[];
        System.arraycopy(at = ENUM$VALUES, 0, at1 = new T[i = at.length], 0, i);
        return at1;
    }

    public static T valueOf(String s)
    {
        return (T)Enum.valueOf(demo/T, s);
    }

    public static final T SPRING;
    public static final T SUMMER;
    private static final T ENUM$VALUES[];
    static
    {
        SPRING = new T("SPRING", 0);
        SUMMER = new T("SUMMER", 1);
        ENUM$VALUES = (new T[] {
            SPRING, SUMMER
        });
    }
}

该类继承了 Enum 类，且不能被继承。

Other...

内部类

outer.java 里面定义了一个内部类 inner，一旦编译成功，就会生成两个完全不同的.class 文件了，分别是 outer.class 和 outer$inner.class。所以内部类的名字完全可以和它的外部类名字相同。

条件编译

Java 语法的条件编译，是通过判断条件为常量的 if 语句实现的。其原理也是 Java 语言的语法糖。

编译器直接把分支为 false 的代码块消除。

通过该方式实现的条件编译，必须在方法体内实现，而无法在整个 Java 类的结构或者类的属性上进行条件编译，这与 C/C++的条件编译相比，确实更有局限性。

断言

其实断言的底层实现就是 if 语言，如果断言结果为 true，则什么都不做，程序继续执行，如果断言结果为 false，则程序抛出 AssertError 来打断程序的执行。

-enableassertions 会设置 $assertionsDisabled 字段的值。(默认没有开启，需要打开开关，否则不会执行断言语句)

数值字面量

在 java 7 中，数值字面量，不管是整数还是浮点数，都允许在数字之间插入任意多个下划线。这些下划线不会对字面量的数值产生影响，目的就是方便阅读。

反编译后就是把_删除了。也就是说编译器并不认识在数字字面量中的_，需要在编译阶段把他去掉。

for-each

for-each 的实现原理其实就是使用了普通的 for 循环和迭代器。

try-with-resource

关闭资源的常用方式就是在 finally 块里是释放，即调用 close 方法。

jdk 7 开始 jdk 提供了一种更好的方式关闭资源，使用 try-with-resources 语句

例如：

//try-catch-finally
public static void main(String[] args) {
    BufferedReader br = null;
    try {
        String line;
        br = new BufferedReader(new FileReader("d:\\hollischuang.xml"));
        while ((line = br.readLine()) != null) {
            System.out.println(line);
        }
    } catch (IOException e) {
        // handle exception
    } finally {
        try {
            if (br != null) {
                br.close();
            }
        } catch (IOException ex) {
            // handle exception
        }
    }
}
//try-with-resources
public static void main(String... args) {
    try (BufferedReader br = new BufferedReader(new FileReader("d:\\ hollischuang.xml"))) {
        String line;
        while ((line = br.readLine()) != null) {
            System.out.println(line);
        }
    } catch (IOException e) {
        // handle exception
    }
}

即那些我们没有做的关闭资源的操作，编译器都帮我们做了。

Lambda 表达式

Lambda 表达式不是匿名内部类的语法糖，但是他也是一个语法糖。实现方式其实是依赖了几个 JVM 底层提供的 lambda 相关 api。

//反编译前
public static void main(String... args) {
    List<String> strList = ImmutableList.of("Hollis", "公众号：Hollis", "博客：www.hollischuang.com");

    List HollisList = strList.stream().filter(string -> string.contains("Hollis")).collect(Collectors.toList());

    HollisList.forEach( s -> { System.out.println(s); } );
}
//反编译后
public static /* varargs */ void main(String ... args) {
    ImmutableList strList = ImmutableList.of((Object)"Hollis", (Object)"\u516c\u4f17\u53f7\uff1aHollis", (Object)"\u535a\u5ba2\uff1awww.hollischuang.com");
    List<Object> HollisList = strList.stream().filter((Predicate<String>)LambdaMetafactory.metafactory(null, null, null, (Ljava/lang/Object;)Z, lambda$main$0(java.lang.String ), (Ljava/lang/String;)Z)()).collect(Collectors.toList());
    HollisList.forEach((Consumer<Object>)LambdaMetafactory.metafactory(null, null, null, (Ljava/lang/Object;)V, lambda$main$1(java.lang.Object ), (Ljava/lang/Object;)V)());
}

private static /* synthetic */ void lambda$main$1(Object s) {
    System.out.println(s);
}

private static /* synthetic */ boolean lambda$main$0(String string) {
    return string.contains("Hollis");
}

两个 lambda 表达式分别调用了 lambda$main$1和lambda$main$0 两个方法。

在编译阶段，编译器会把 lambda 表达式进行解糖，转换成调用内部 api 的方式。

可能遇到的坑

泛型

重载

public class GenericTypes {

    public static void method(List<String> list) {
        System.out.println("invoke method(List<String> list)");
    }

    public static void method(List<Integer> list) {
        System.out.println("invoke method(List<Integer> list)");
    }
}

这样是编译不过的，参数 List<Integer> 和 List<String> 编译之后都被擦除了，变成了一样的原生类型 List，擦除动作导致这两个方法的特征签名变得一模一样。

catch

泛型的类型参数不能用在 Java 异常处理的 catch 语句中。因为异常处理是由 JVM 在运行时刻来进行的。由于类型信息被擦除，JVM 是无法区分两个异常类型 MyException<String>和 MyException<Integer>的

静态变量

public class StaticTest{
    public static void main(String[] args){
        GT<Integer> gti = new GT<Integer>();
        gti.var=1;
        GT<String> gts = new GT<String>();
        gts.var=2;
        System.out.println(gti.var);
    }
}
class GT<T>{
    public static int var=0;
    public void nothing(T x){}
}
//out:2

由于经过类型擦除，所有的泛型类实例都关联到同一份字节码上，泛型类的静态变量是共享的。GT<Integer>.var 和 GT<String>.var 其实是一个变量。

增强 for 循环

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

会抛出 ConcurrentModificationException 异常。Iterator 是工作在一个独立的线程中，并且拥有一个 mutex 锁。 Iterator 被创建之后会建立一个指向原来对象的单链索引表，当原来的对象数量发生变化时，这个索引表的内容不会同步改变，所以当索引指针往后移动的时候就找不到要迭代的对象，所以按照 fail-fast 原则 Iterator 会马上抛出 java.util.ConcurrentModificationException 异常。所以 Iterator 在工作的时候是不允许被迭代的对象被改变的。但你可以使用 Iterator 本身的方法 remove() 来删除对象，Iterator.remove() 方法会在删除当前迭代对象的同时维护索引的一致性。