关于Java 你不知道的 10 件事

itjc8

关于 Java 你不知道的 10 件事

    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：

1. public class Test {
   
2. 
   
3.     // No throws clause here
   
4.     public static void main(String[] args) {
   
5.         doThrow(new SQLException());
   
6.     }
   
7. 
   
8.     static void doThrow(Exception e) {
   
9.         Test.<RuntimeException> doThrow0(e);
   
10.     }
    
11. 
    
12.     @SuppressWarnings("unchecked")
    
13.     static <E extends Exception> void doThrow0(Exception e) throws E {
    
14.         throw (E) e;
    
15.     }
    
16. }
    

复制代码

    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？

1. class Test {
   
2.     Object x() { return "abc"; }
   
3.     String x() { return "123"; }
   
4. }

复制代码

    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：

1. abstract class Parent<T> {
   
2.     abstract T x();
   
3. }
   
4. 
   
5. class Child extends Parent<String> {
   
6.     @Override
   
7.     String x() { return "abc"; }
   
8. }

复制代码

    来看看为 Child 生成的字节码：

1. // Method descriptor #15 ()Ljava/lang/String;
   
2. // Stack: 1, Locals: 1
   
3. java.lang.String x();
   
4.   0  ldc </String><String "abc"> [16]
   
5.   2  areturn
   
6.     Line numbers:
   
7.       [pc: 0, line: 7]
   
8.     Local variable table:
   
9.       [pc: 0, pc: 3] local: this index: 0 type: Child
   
10. 
    
11. // Method descriptor #18 ()Ljava/lang/Object;
    
12. // Stack: 1, Locals: 1
    
13. bridge synthetic java.lang.Object x();
    
14.   0  aload_0 [this]
    
15.   1  invokevirtual Child.x() : java.lang.String [19]
    
16.   4  areturn
    
17.     Line numbers:
    
18.       [pc: 0, line: 1]
    

复制代码

    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！

1. class Test {
   
2.     int[][] a()  { return new int[0][]; }
   
3.     int[] b() [] { return new int[0][]; }
   
4.     int c() [][] { return new int[0][]; }
   
5. }

复制代码

    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：

1. class Test {
   
2.     int[][] a = {{}};
   
3.     int[] b[] = {{}};
   
4.     int c[][] = {{}};
   
5. }

复制代码

    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！

1. @Target(ElementType.TYPE_USE)
   
2. @interface Crazy {}
   
3. 
   
4. class Test {
   
5.     @Crazy int[][]  a1 = {{}};
   
6.     int @Crazy [][] a2 = {{}};
   
7.     int[] @Crazy [] a3 = {{}};
   
8. 
   
9.     @Crazy int[] b1[]  = {{}};
   
10.     int @Crazy [] b2[] = {{}};
    
11.     int[] b3 @Crazy [] = {{}};
    
12. 
    
13.     @Crazy int c1[][]  = {{}};
    
14.     int c2 @Crazy [][] = {{}};
    
15.     int c3[] @Crazy [] = {{}};
    
16. }

复制代码

    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：

1. Object o1 = true ? new Integer(1) : new Double(2.0);

复制代码

    是否等价于：

1. Object o2;
   
2. 
   
3. if (true)
   
4.     o2 = new Integer(1);
   
5. else
   
6.     o2 = new Double(2.0);

复制代码

    然而，事实并非如此。我们来测试一下就知道了。

1. System.out.println(o1);
   
2. System.out.println(o2);

复制代码

    输出结果：

1. 1.0
   
2. 1

复制代码

    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：

1. Integer i = new Integer(1);
   
2. if (i.equals(1))
   
3.     i = null;
   
4. Double d = new Double(2.0);
   
5. Object o = true ? i : d; // NullPointerException!
   
6. System.out.println(o);

复制代码

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：

1. i += j;
   
2. i = i + j;

复制代码

    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

1. byte b = 10;
   
2. b *= 5.7;
   
3. System.out.println(b); // prints 57

复制代码

    或者

1. byte b = 100;
   
2. b /= 2.5;
   
3. System.out.println(b); // prints 40

复制代码

    或者

1. char ch = '0';
   
2. ch *= 1.1;
   
3. System.out.println(ch); // prints '4'

复制代码

    或者

1. char ch = 'A';
   
2. ch *= 1.5;
   
3. System.out.println(ch); // prints 'a'

复制代码

    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：

1. for (int i = 0; i < 10; i++) {
   
2.     System.out.println((Integer) i);
   
3. }

复制代码

    … “有时候”，我会得到下面的输出：

1. 92
   
2. 221
   
3. 45
   
4. 48
   
5. 236
   
6. 183
   
7. 39
   
8. 193
   
9. 33
   
10. 84

复制代码

    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……

1. int goto = 1;

复制代码

    将输出：

1. Test.java:44: error: <identifier> expected
   
2. int goto = 1;
   
3. ^

复制代码

    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：

1. label: {
   
2.   // do stuff
   
3.   if (check) break label;
   
4.   // do more stuff
   
5. }

复制代码

     在字节码中格式如下：

1. 2  iload_1 [check]
   
2. 3  ifeq 6          // Jumping forward
   
3. 6  ..

复制代码

    向后跳：

1. label: do {
   
2.   // do stuff
   
3.   if (check) continue label;
   
4.   // do more stuff
   
5.   break label;
   
6. } while(true);

复制代码

    在字节码中格式如下:

1. 2  iload_1 [check]
   
2. 3  ifeq 9
   
3. 6  goto 2          // Jumping backward
   
4. 9  ..

复制代码

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：

1. interface People => Set<Person>;

复制代码

    这里产生了 People 类型，使用它就跟使用 Set<Person> 一样：

1. People?      p1 = null;
   
2. Set</Person><Person>? p2 = p1;
   
3. People?      p3 = p2;

复制代码

    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：

1. class Test<I extends Integer> {
   
2.     <L extends Long> void x(I i, L l) {
   
3.         System.out.println(
   
4.             i.intValue() + ", " +
   
5.             l.longValue()
   
6.         );
   
7.     }
   
8. }

复制代码

    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：

1. new Test().x(1, 2L);

复制代码

    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：

1. // A helper type. You could also just use List
   
2. interface Type<T> {}
   
3. 
   
4. class C implements Type<Type <? super C>> {}
   
5. class D<P> implements Type<Type <? super D<D<P>>>> {}

复制代码

    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：

1. public abstract class Enum<E extends Enum<E>> { ... }

复制代码

    在上面的描述中，enum 实际上只是单纯的语法糖：

1. // This
   
2. enum MyEnum {}
   
3. 
   
4. // Is really just sugar for this
   
5. class MyEnum extends Enum<MyEnum> { ... }

复制代码

    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？

1. class Test {
   
2.     Type< ? super C> c = new C();
   
3.     Type< ? super D<Byte>> d = new D<Byte>();
   
4. }

复制代码

    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?

1. Step 0) C <?: Type<? super C>
   
2. Step 1) Type<Type<? super C>> <?: Type (inheritance)
   
3. Step 2) C  (checking wildcard ? super C)
   
4. Step . . . (cycle forever)

复制代码

    然后：

    D 是 Type<? super D<Byte>> 的子类?

1. Step 0) D<Byte> <?: Type<? super C<Byte>>
   
2. Step 1) Type<Type<? super D<D<Byte>>>> <?: Type<? super D<Byte>>
   
3. Step 2) D<Byte> <?: Type<? super D<D<Byte>>>
   
4. Step 3) Type<Type<? super C<C>>> <?: Type<? super C<C>>
   
5. Step 4) D<D<Byte>> <?: Type<? super D<D<Byte>>>
   
6. Step . . . (expand forever)
   

复制代码

    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：

1. class Test<T extends Serializable & Cloneable> {
   
2. }

复制代码

    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：

1. // Doesn't compile
   
2. Test<String> s = null;
   
3. 
   
4. // Compiles
   
5. Test<Date> d = null;

复制代码

    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：

1. <T extends Runnable & Serializable> void execute(T t) {}

复制代码

    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。

    Lambda 可以序列经：

    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…

1. execute((Serializable) (() -> {}));

复制代码

    … 那么 lambda 将不再是 Runnable 的。

    因此要把它转换为两种类型：

1. execute((Runnable & Serializable) (() -> {}));

复制代码

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。

tahirjan

谢谢辛苦啦

tahirjan

tahirjan 发表于 2017-5-16 09:37

好文章好文章好文章好文章好文章好文章好文章好文章

java_boy

学习了，谢谢

vcuoqk76843

长见识了！！

yzx

wys504d

优秀