關于Java你可能不知道的10件事

作者：Jerry Lee 2014-11-21 10:25:18

呃，你是不是寫Java已經有些年頭了？還依稀記得這些吧：那些年，它還叫做Oak；那些年，OO還是個熱門話題；那些年，C++同學們覺得Java是沒有出路的；那些年，Applet還風頭正勁……

但我打賭下面的這些事中至少有一半你還不知道。這周我們來聊聊這些會讓你有些驚訝的Java內部的那些事兒吧。

1. 其實沒有受檢異常（checked exception）

是的！JVM才不知道這類事情，只有Java語言才會知道。

今天，大家都贊同受檢異常是個設計失誤，一個Java語言中的設計失誤。正如 Bruce Eckel 在布拉格的GeeCON會議上演示的總結中說的， Java之后的其它語言都沒有再涉及受檢異常了，甚至Java 8的新式流API（Streams API）都不再擁抱受檢異常（以lambda的方式使用IO和JDBC，這個API用起來還是有些痛苦的。）

想證明JVM不理會受檢異常？試試下面的這段代碼：

public class Test { 
  
    // 方法沒有聲明throws 
    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; 
    } 
}

不僅可以編譯通過，并且也拋出了SQLException，你甚至都不需要用上Lombok的@SneakyThrows。

更多細節，可以再看看這篇文章，或Stack Overflow上的這個問題。

2. 可以有只是返回類型不同的重載方法

下面的代碼不能編譯，是吧？

class Test { 
    Object x() { return "abc"; } 
    String x() { return "123"; } 
}

是的！Java語言不允許一個類里有2個方法是『重載一致』的，而不會關心這2個方法的throws子句或返回類型實際是不同的。

但是等一下！來看看Class.getMethod(String, Class...)方法的Javadoc：

注意，可能在一個類中會有多個匹配的方法，因為盡管Java語言禁止在一個類中多個方法簽名相同只是返回類型不同，但是JVM并不禁止。這讓JVM可以更靈活地去實現各種語言特性。比如，可以用橋方法(bridge method)來實現方法的協變返回類型；橋方法和被重載的方法可以有相同的方法簽名，但返回類型不同。

嗯，這個說的通。實際上，當寫了下面的代碼時，就發生了這樣的情況：

abstract class Parent<T> { 
    abstract T x(); 
} 
  
class Child extends Parent<String> { 
    @Override 
    String x() { return "abc"; } 
}

查看一下Child類所生成的字節碼：

// Method descriptor #15 ()Ljava/lang/String; 
// Stack: 1, Locals: 1 
java.lang.String x(); 
  0  ldc <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]

在字節碼中，T實際上就是Object類型。這很好理解。

合成的橋方法實際上是由編譯器生成的，因為在一些調用場景下，Parent.x()方法簽名的返回類型期望是Object。添加泛型而不生成這個橋方法，不可能做到二進制兼容。所以，讓JVM允許這個特性，可以愉快解決這個問題（實際上可以允許協變重載的方法包含有副作用的邏輯）。聰明不？呵呵～

你是不是想要扎入語言規范和內核看看？可以在這里找到更多有意思的細節。

3. 所有這些寫法都是二維數組！

class Test { 
    int[][] a()  { return new int[0][]; } 
    int[] b() [] { return new int[0][]; } 
    int c() [][] { return new int[0][]; } 
}

是的，這是真的。盡管你的人肉解析器不能馬上理解上面這些方法的返回類型，但都是一樣的！下面的代碼也類似：

class Test { 
    int[][] a = {{}}; 
    int[] b[] = {{}}; 
    int c[][] = {{}}; 
}

是不是覺得這個很2B？想象一下在上面的代碼中使用JSR-308/Java 8的類型注解。語法糖的數目要爆炸了吧！

@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 [] = {{}}; 
}

類型注解。這個設計引入的詭異在程度上僅僅被它解決問題的能力超過。

或換句話說：

在我4周休假前的最后一個提交里，我寫了這樣的代碼，然后。。。

[[123047]]

【譯注：然后，親愛的同事你，就有得火救啦，哼，哼哼，哦哈哈哈哈～】

請找出上面用法合適的使用場景，還是留給你作為一個練習吧。

4. 你沒有掌握條件表達式

呃，你認為自己知道什么時候該使用條件表達式？面對現實吧，你還不知道。大部分人會下面的2個代碼段是等價的：

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

等同于：

Object o2; 
  
if (true) 
    o2 = new Integer(1); 
else 
    o2 = new Double(2.0);

讓你失望了。來做個簡單的測試吧：

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

打印結果是：

1.0 
1

哦！如果『需要』，條件運算符會做數值類型的類型提升，這個『需要』有非常非常非常強的引號。因為，你覺得下面的程序會拋出NullPointerException嗎？

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);

關于這一條的更多的信息可以在這里找到。

5. 你沒有掌握復合賦值運算符

是不是覺得不服？來看看下面的2行代碼：

i += j; 
ii = i + j;

直覺上認為，2行代碼是等價的，對吧？但結果即不是！JLS（Java語言規范）指出：

復合賦值運算符表達式 E1 op= E2 等價于 E1 = (T)((E1) op (E2)) 其中T是E1的類型，但E1只會被求值一次。

這個做法太漂亮了，請允許我引用Peter Lawrey在Stack Overflow上的回答：

使用*=或/=作為例子可以方便說明其中的轉型問題：

byte b = 10; 
b *= 5.7; 
System.out.println(b); // prints 57 
  
byte b = 100; 
b /= 2.5; 
System.out.println(b); // prints 40 
  
char ch = '0'; 
ch *= 1.1; 
System.out.println(ch); // prints '4' 
  
char ch = 'A'; 
ch *= 1.5; 
System.out.println(ch); // prints 'a'

為什么這個真是太有用了？如果我要在代碼中，就地對字符做轉型和乘法。然后，你懂的……

#p#

6. 隨機Integer

這條其實是一個迷題，先不要看解答。看看你能不能自己找出解法。運行下面的代碼：

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

…… 然后要得到類似下面的輸出（每次輸出是隨機結果）：

這怎么可能？！

我要劇透了…… 解答走起……

好吧，解答在這里(http://blog.jooq.org/2013/10/17/add-some-entropy-to-your-jvm/)，和用反射覆蓋JDK的Integer緩存，然后使用自動打包解包（auto-boxing/auto-unboxing）有關。同學們請勿模仿！或換句話說，想想會有這樣的狀況，再說一次：

在我4周休假前的最后一個提交里，我寫了這樣的代碼，然后。。。

[[123048]]

【譯注：然后，親愛的同事你，就有得火救啦，哼，哼哼，哦哈哈哈哈～】

7. GOTO

這條是我的最愛。Java是有GOTO的！打上這行代碼：

int goto = 1;

結果是：

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

這是因為goto是個還未使用的關鍵字，保留了為以后可以用……

但這不是我要說的讓你興奮的內容。讓你興奮的是，你是可以用break、continue和有標簽的代碼塊來實現goto的：

向前跳：

label: { 
  // do stuff 
  if (check) break label; 
  // do more stuff 
}

對應的字節碼是：

2  iload_1 [check] 
3  ifeq 6          // 向前跳 
6  ..

向后跳：

label: do { 
  // do stuff 
  if (check) continue label; 
  // do more stuff 
  break label; 
} while(true);

對應的字節碼是：

2  iload_1 [check] 
3  ifeq 9 
6  goto 2          // 向后跳 
9  ..

8. Java是有類型別名的

在別的語言中（比如，Ceylon），可以方便地定義類型別名：

interface People => Set<Person>;

這樣定義的People可以和Set<Person>互換地使用：

People?      p1 = null; 
Set<Person>? p2 = p1; 
People?      p3 = p2;

在Java中不能在頂級（top level）定義類型別名。但可以在類級別、或方法級別定義。如果對Integer、Long這樣名字不滿意，想更短的名字：I和L。很簡單：

class Test<I extends Integer> { 
    <L extends Long> void x(I i, L l) { 
        System.out.println( 
            i.intValue() + ", " +  
            l.longValue() 
        ); 
    } 
}

上面的代碼中，在Test類級別中I是Integer的『別名』，在x方法級別，L是Long的『別名』。可以這樣來調用這個方法：

new Test().x(1, 2L);

當然這個用法不嚴謹。在例子中，Integer、Long都是final類型，結果I和L 效果上是個別名（大部分情況下是。賦值兼容性只是單向的）。如果用非final類型（比如，Object），還是要使用原來的泛型參數類型。

玩夠了這些惡心的小把戲。現在要上干貨了！

9. 有些類型的關系是不確定的

好，這條會很稀奇古怪，你先來杯咖啡，再集中精神來看。看看下面的2個類型：

// 一個輔助類。也可以直接使用List 
interface Type<T> {} 
  
class C implements Type<Type<? super C>> {} 
class D<P> implements Type<Type<? super D<D<P>>>> {}

類型C和D是啥意思呢？

這2個類型聲明中包含了遞歸，和java.lang.Enum的聲明類似（但有微妙的不同）：

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

有了上面的類型聲明，一個實際的enum實現只是語法糖：

// 這樣的聲明 
enum MyEnum {} 
  
// 實際只是下面寫法的語法糖： 
class MyEnum extends Enum<MyEnum> { ... }

記住上面的這點后，回到我們的2個類型聲明上。下面的代碼可以編譯通過嗎？

class Test { 
    Type<? super C> c = new C(); 
    Type<? super D<Byte>> d = new D<Byte>(); 
}

很難的問題，Ross Tate回答過這個問題。答案實際上是不確定的：

C是Type<? super C>的子類嗎？ 
  
步驟 0) C <?: Type<? super C> 
步驟 1) Type<Type<? super C>> <?: Type （繼承） 
步驟 2) C （檢查通配符 ? super C） 
步驟 . . . （進入死循環）

然后：

D是Type<? super D<Byte>>的子類嗎？ 
  
步驟 0) D<Byte> <?: Type<? super C<Byte>> 
步驟 1) Type<Type<? super D<D<Byte>>>> <?: Type<? super D<Byte>> 
步驟 2) D<Byte> <?: Type<? super D<D<Byte>>> 
步驟 3) List<List<? super C<C>>> <?: List<? super C<C>> 
步驟 4) D<D<Byte>> <?: Type<? super D<D<Byte>>> 
步驟 . . . （進入永遠的展開中）

試著在你的Eclipse中編譯上面的代碼，會Crash！（別擔心，我已經提交了一個Bug。）

我們繼續深挖下去……

在Java中有些類型的關系是不確定的！

如果你有興趣知道更多古怪Java行為的細節，可以讀一下Ross Tate的論文『馴服Java類型系統的通配符』（由Ross Tate、Alan Leung和Sorin Lerner合著），或者也可以看看我們在子類型多態和泛型多態的關聯方面的思索。

10. 類型交集（Type intersections）

Java有個很古怪的特性叫類型交集。你可以聲明一個（泛型）類型，這個類型是2個類型的交集。比如：

class Test<T extends Serializable & Cloneable> { 
}

綁定到類Test的實例上的泛型類型參數T必須同時實現Serializable和Cloneable。比如，String不能做綁定，但Date可以：

// 編譯不通過！ 
Test<String> s = null; 
  
// 編譯通過 
Test<Date> d = null;

Java 8保留了這個特性，你可以轉型成臨時的類型交集。這有什么用？幾乎沒有一點用，但如果你想強轉一個lambda表達式成這樣的一個類型，就沒有其它的方法了。假定你在方法上有了這個蛋疼的類型限制：

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

你想一個Runnable同時也是個Serializable，這樣你可能在另外的地方執行它并通過網絡發送它。lambda和序列化都有點古怪。

lambda是可以序列化的：

如果lambda表達式的目標類型和它捕獲的參數（captured arguments）是可以序列化的，則這個lambda表達式是可序列化的。

但即使滿足這個條件，lambda表達式并沒有自動實現Serializable這個標記接口（marker interface）。為了強制成為這個類型，就必須使用轉型。但如果只轉型成Serializable …

execute((Serializable) (() -> {}));

… 則這個lambda表達式不再是一個Runnable。

呃……

So……

同時轉型成2個類型：

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

結論

一般我只對SQL會說這樣的話，但是時候用下面的話來結束這篇文章了：

Java中包含的詭異在程度上僅僅被它解決問題的能力超過。

原文鏈接： Jooq 翻譯： ImportNew.com - Jerry Lee
譯文鏈接： http://www.importnew.com/13859.html

責任編輯：張偉來源： ImportNew

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