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关于 Java 你不知道的 10 件事

来源:oschina 发布时间:2017-05-06 阅读次数:

  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。

  我在4周前做最后一次提交的时候

 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。

  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...

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。

  本文地址:https://www.oschina.net/translate/10-things-you-didnt-know-about-java

  原文地址:https://www.sitepoint.com/10-things-you-didnt-know-about-java/

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