java lambda 实现_Java 8 Lambda实现原理分析
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為了支持函數式編程，Java?8引入了Lambda表達式，那么在Java?8中到底是如何實現Lambda表達式的呢??Lambda表達式經過編譯之后，到底會生成什么東西呢?在沒有深入分析前，讓我們先想一想，Java?8中每一個Lambda表達式必須有一個函數式接口與之對應，函數式接口與普通接口的區別，可以參考前面的內容，那么你或許在想Lambda表達式是不是轉化成與之對應的函數式接口的一個實現類呢，然后通過多態的方式調用子類的實現呢，如下面代碼是一個Lambda表達式的樣例
@FunctionalInterfaceinterface Print{public voidprint(T x);
}public classLambda {public static void PrintString(String s, Printprint) {
print.print(s);
}public static voidmain(String[] args) {
PrintString("test", (x) ->System.out.println(x));
}
}
按照上面的分析，理論上經過編譯器處理后，最終生成的代碼應該如下面所示：
@FunctionalInterfaceinterface Print{public voidprint(T x);
}class Lambda$$0 implements Print{
@Overridepublic voidprint(String x) {
System.out.println(x);
}
}public classLambda {public static voidPrintString(String s,
Printprint) {
print.print(s);
}public static voidmain(String[] args) {
PrintString("test", new Lambda$$0());
}
}
再或者是一個內部類實現，代碼如下所示：
@FunctionalInterfaceinterface Print{public voidprint(T x);
}public classLambda {final class Lambda$$0 implements Print{
@Overridepublic voidprint(String x) {
System.out.println(x);
}
}public static voidPrintString(String s,
Printprint) {
print.print(s);
}public static voidmain(String[] args) {
PrintString("test", new Lambda().new Lambda$$0());
}
}
異或是這種匿名內部類實現，代碼如下所示:
@FunctionalInterfaceinterface Print{public voidprint(T x);
}public classLambda {public static voidPrintString(String s,
Printprint) {
print.print(s);
}public static voidmain(String[] args) {
PrintString("test", new Print() {
@Overridepublic voidprint(String x) {
System.out.println(x);
}
});
}
}
上面的代碼，除了在代碼長度上長了點外，與用Lambda表達式實現的代碼運行結果是一樣的，那么Java?8到底是用什么方式實現的呢?是不是上面三種實現方式中的一種呢，你也許覺的自已想的是對的，其實本來也就是對的，在Java?8中采用的是內部類來實現Lambda表達式
那么Lambda表達式到底是如何實現的呢？
為了探究Lambda表達式是如何實現的，就得需要研究Lambda表過式最終轉化成的字節碼文件，這就需要jdk的bin目錄下的一個字節碼查看工具及反編譯工具
javap?-p?Lambda.class
上面命令中的-p表示輸出所有類及成員，運行上面的命令后，得的結果如下所示:
Compiled from "Lambda.java"
public classLambda {publicLambda();public static void PrintString(java.lang.String, Print);public static voidmain(java.lang.String[]);private static void lambda$0(java.lang.String);
}
由上面的代碼可以看出編譯器會根據Lambda表達式生成一個私有的靜態函數，注意，在這里說的是生成，而不是等價
private?static?void?lambda$0(java.lang.String);
為了驗證上面的轉化是否正確?我們在代碼中定義一個lambda$0這個的函數，最終代碼如下所示：
@FunctionalInterfaceinterface Print{public voidprint(T x);
}public classLambda {public static voidPrintString(String s,
Printprint) {
print.print(s);
}private static void lambda$0(String s) {
}public static voidmain(String[] args) {
PrintString("test", (x) ->System.out.println(x));
}
}
上面的代碼在編譯時不會報錯，但是運行時就會報錯，因為存在兩個lambda$0函數，如下所示，是運行時的錯誤
Exception in thread "main" java.lang.ClassFormatError: Duplicate method name&signature in classfile Lambda
at java.lang.ClassLoader.defineClass1(Native Method)
at java.lang.ClassLoader.defineClass(ClassLoader.java:760)
at java.security.SecureClassLoader.defineClass(SecureClassLoader.java:142)
at java.net.URLClassLoader.defineClass(URLClassLoader.java:467)
at java.net.URLClassLoader.access$100(URLClassLoader.java:73)
at java.net.URLClassLoader$1.run(URLClassLoader.java:368)
at java.net.URLClassLoader$1.run(URLClassLoader.java:362)
at java.security.AccessController.doPrivileged(Native Method)
at java.net.URLClassLoader.findClass(URLClassLoader.java:361)
at java.lang.ClassLoader.loadClass(ClassLoader.java:424)
at sun.misc.Launcher$AppClassLoader.loadClass(Launcher.java:331)
at java.lang.ClassLoader.loadClass(ClassLoader.java:357)
at sun.launcher.LauncherHelper.checkAndLoadMain(LauncherHelper.java:495)
通過javap對上述錯誤代碼進行反編譯，反編譯之后輸出的類的成員如下所示
Compiled from "Lambda.java"
public classLambda {publicLambda();public static void PrintString(java.lang.String, Print);private static void lambda$0(java.lang.String);public static voidmain(java.lang.String[]);private static void lambda$0(java.lang.String);
}
會發現lambda$0出現了兩次，那么在代碼運行的時候，就不知道去調用哪個，因此就會拋錯。
有了上面的內容，可以知道的是Lambda表達式在Java?8中首先會生成一個私有的靜態函數，這個私有的靜態函數干的就是Lambda表達式里面的內容,因此上面的代碼初步可以轉化成如下所示的代碼
@FunctionalInterfaceinterface Print{public voidprint(T x);
}public classLambda {public static void PrintString(String s, Printprint) {
print.print(s);
}private static void lambda$0(String x) {
System.out.println(x);
}public static voidmain(String[] args) {
PrintString("test", /**lambda expression**/);
}
}
轉化成上面的形式之后，那么如何實現調用靜態的lambda$0函數呢，在這里可以在以下方法打上斷點，可以發現在有lambda表達式的地方，運行時會進入這個函數
public staticCallSite metafactory(MethodHandles.Lookup caller,
String invokedName,
MethodType invokedType,
MethodType samMethodType,
MethodHandle implMethod,
MethodType instantiatedMethodType)throwsLambdaConversionException {
AbstractValidatingLambdaMetafactory mf;
mf= newInnerClassLambdaMetafactory(caller, invokedType,
invokedName, samMethodType,
implMethod, instantiatedMethodType,false, EMPTY_CLASS_ARRAY, EMPTY_MT_ARRAY);
mf.validateMetafactoryArgs();returnmf.buildCallSite();
}
在這個函數中可以發現為Lambda表達式生成了一個內部類，為了驗證是否生成內部類，可以在運行時加上-Djdk.internal.lambda.dumpProxyClasses，加上這個參數后，運行時，會將生成的內部類class碼輸出到一個文件中
final class Lambda$$Lambda$1 implementsPrint {private Lambda$$Lambda$1();public voidprint(java.lang.Object);
}
如果運行javap?-c?-p則結果如下
final class Lambda$$Lambda$1 implementsPrint {private Lambda$$Lambda$1();
Code:0: aload_01: invokespecial #10 //Method java/lang/Object."":()V
4: return
public voidprint(java.lang.Object);
Code:0: aload_11: checkcast #14 //class java/lang/String
4: invokestatic #20 //Method Lambda.lambda$0:(Ljava/lang/String;)V
7: return}
通過上面的字節碼指令可以發現實現上調用的是Lambda.lambda$0這個私有的靜態方法
因此最終的Lambda表達式等價于以下形式
@FunctionalInterfaceinterface Print{public voidprint(T x);
}public classLambda {public static void PrintString(String s, Printprint) {
print.print(s);
}private static void lambda$0(String x) {
System.out.println(x);
}final class $Lambda$1 implementsPrint{
@Overridepublic voidprint(Object x) {
lambda$0((String)x);
}
}public static voidmain(String[] args) {
PrintString("test", new Lambda().new $Lambda$1());
}
}
總結
以上是生活随笔為你收集整理的java lambda 实现_Java 8 Lambda实现原理分析的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。
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