研究學習Kotlin的一些方法
作者：佚名
Kotlin是一門讓人感到很舒服的語言，相比Java來說，它更加簡潔，省去了瑣瑣碎碎的語法工作，同時了提供了類似Lambda,String template,Null Safe Operator等特性。讓開發者用起來得心應手。
Kotlin是一門讓人感到很舒服的語言，相比Java來說，它更加簡潔，省去了瑣瑣碎碎的語法工作，同時了提供了類似Lambda,String template,Null Safe Operator等特性。讓開發者用起來得心應手。
普通的Java/Android程序員通常只需要很短的時間就能快速使用Kotlin。綜合Kotlin的諸多優點，加上Flipboard美國團隊自2015年已引入Kotlin，Flipboard中國團隊也已經開始采用Kotlin來作為Android主要開發語言。
雖然Kotlin使用簡單快捷，然而由于自己的深入研究的習慣導致每接觸到Kotlin的新功能，就馬不停蹄的研究它的本質，這里總結一下關于如何研究Kotlin的一些方法來快速研究掌握Kotlin。
到底研究什么
比如Kotlin中提供了一種類型叫做Object，使用它我們可以快速實現單例模式的應用。代碼特別的簡單
- object AppSettings {
- }
那么問題來了，kotlin這個object類型的類是如何實現的呢，Null安全操作符的實現原理，Lambda表達式是基于內部類還是真正的Lambda，這些問題就是我們要研究的對象。
怎么研究
- Kotlin和Java都是運行在JVM上，但是實際上JVM并不認識Java和Kotlin，因為它只和bytecode(即class文件)打交道。
- 因而通過研究bytecode，我們是可以了解Kotlin的一些深入原理的
- 由于同一份bytecode反編譯成java和kotlin文件是等價的，所以將kotlin編譯后的class文件反編譯成Java，也是具有參考和研究價值的。
實踐方法有哪些
- 利用Kotlin插件
- 利用kotlinc,javap等工具
一些實踐
Null Safe Operator實現原理
在Java中，我們經常會遇到空指針的問題，Kotlin特意增加了一個空指針安全操作符?。使用起來如下
- fun testNullSafeOperator(string: String?) {
- System.out.println(string?.toCharArray()?.getOrNull(10)?.hashCode())
- }
當我們進行這樣的調用時
- testNullSafeOperator(null)
- testNullSafeOperator("12345678901")
- testNullSafeOperator("123")
得到的輸出結果為
- null
- 49
- null
從結果可見，并沒有像Java那樣拋出NullPointerException，而是遇到空指針則不繼續執行了。
那么Kotlin的這個空指針安全操作符是如何工作的呢，我們可以借助IntelliJ IDE的Kotlin插件來輔助我們研究，步驟如下
- 使用IntelliJ IDE打開一個待研究的Kotlin文件(需確保Kotlin插件已安裝)
- 按照下圖依次點擊至Show Kotlin Bytecode
- 上面的步驟操作后，會得到這樣的bytecode
- // access flags 0x19
- public final static testNullSafeOperator(Ljava/lang/String;)V
- @Lorg/jetbrains/annotations/Nullable;() // invisible, parameter 0
- L0
- LINENUMBER 11 L0
- GETSTATIC java/lang/System.out : Ljava/io/PrintStream;
- ALOAD 0
- DUP
- IFNULL L1 //對string字符串判空
- INVOKESTATIC kotlin/text/StringsKt.toCharArray (Ljava/lang/String;)[C
- DUP
- IFNULL L1 //對CharArray判空
- BIPUSH 10
- INVOKESTATIC kotlin/collections/ArraysKt.getOrNull ([CI)Ljava/lang/Character;
- DUP
- IFNULL L1 //對Char判空
- INVOKEVIRTUAL java/lang/Object.hashCode ()I
- INVOKESTATIC java/lang/Integer.valueOf (I)Ljava/lang/Integer;
- GOTO L2
- L1
- POP
- ACONST_NULL
- L2
- INVOKEVIRTUAL java/io/PrintStream.println (Ljava/lang/Object;)V
- L3
- LINENUMBER 12 L3
- RETURN
- L4
- LOCALVARIABLE string Ljava/lang/String; L0 L4 0
- MAXSTACK = 3
- MAXLOCALS = 1
- }
由字節碼分析可見，其實所謂的 空指針安全操作符其實內部就是以此判空來確保不出現空指針 ，如果字節碼不好理解，那我們使用上面的Decompile功能，將bytecode轉成Java，如圖操作
反編譯后得到的Java代碼為
- public static final void testNullSafeOperator(@Nullable String string) {
- PrintStream var10000;
- Integer var5;
- label18: {
- var10000 = System.out;
- if(string != null) {
- PrintStream var2 = var10000;
- if(string == null) {
- throw new TypeCastException("null cannot be cast to non-null type java.lang.String");
- }
- char[] var4 = ((String)string).toCharArray();
- Intrinsics.checkExpressionValueIsNotNull(var4, "(this as java.lang.String).toCharArray()");
- char[] var3 = var4;
- var10000 = var2;
- if(var3 != null) {
- Character var10001 = ArraysKt.getOrNull(var3, 10);
- if(var10001 != null) {
- var5 = Integer.valueOf(var10001.hashCode());
- break label18;
- }
- }
- }
- var5 = null;
- }
- var10000.println(var5);
- }
這樣讀起來是不是更加容易理解呢。
Object類型研究
這里我們回到Object類型，還是再舉個例子看看如何使用
- //這是定義
- object AppSettings {
- fun updateConfig() {
- //do some updating work
- }
- }
關于應用也很簡單
- //在Kotlin文件中調用
- AppSettings.updateConfig()
- //在Java文件中調用
- AppSettings.INSTANCE.updateConfig();
我們先看一下AppSettings的字節碼文件
- // ================AppSettings.class =================
- // class version 50.0 (50)
- // access flags 0x31
- public final class AppSettings {
- // access flags 0x11
- public final updateConfig()V
- L0
- LINENUMBER 7 L0
- RETURN
- L1
- LOCALVARIABLE this LAppSettings; L0 L1 0
- MAXSTACK = 0
- MAXLOCALS = 1
- // access flags 0x2
- private <init>()V
- L0
- LINENUMBER 4 L0
- ALOAD 0
- INVOKESPECIAL java/lang/Object.<init> ()V
- ALOAD 0
- CHECKCAST AppSettings
- PUTSTATIC AppSettings.INSTANCE : LAppSettings;
- RETURN
- L1
- LOCALVARIABLE this LAppSettings; L0 L1 0
- MAXSTACK = 1
- MAXLOCALS = 1
- // access flags 0x19
- public final static LAppSettings; INSTANCE
- // access flags 0x8
- static <clinit>()V
- L0
- LINENUMBER 4 L0
- //靜態代碼塊中實例化，即類加載時便開始實例化
- NEW AppSettings
- INVOKESPECIAL AppSettings.<init> ()V
- RETURN
- MAXSTACK = 1
- MAXLOCALS = 0
- @Lkotlin/Metadata;(mv={1, 1, 5}, bv={1, 0, 1}, k=1, d1={"\u0000\u0012\n\u0002\u0018\u0002\n\u0002\u0010\u0000\n\u0002\u0008\u0002\n\u0002\u0010\u0002\n\u0000\u0008\u00c6\u0002\u0018\u00002\u00020\u0001B\u0007\u0008\u0002\u00a2\u0006\u0002\u0010\u0002J\u0006\u0010\u0003\u001a\u00020\u0004\u00a8\u0006\u0005"}, d2={"LAppSettings;", "", "()V", "updateConfig", "", "production sources for module KotlinObject"})
- // compiled from: AppSettings.kt
- }
由此可見，Kotlin的object也就是Java的單例模式的實現，在靜態代碼塊初始化實例。如果字節碼沒有看懂的話，可以嘗試反編譯成Java代碼來詳細研究。
Lambda表達式研究
除此之外，Kotlin也是支持了Lambda表達式的。由于并非所有的JVM版本都支持invokedynamic(Lambda表達式依賴的字節碼指令)，比如Java 6的JVM，這其中就包含了許多安卓設備。所以我們懷疑Kotlin可能是像Scala那樣將lambda表達式轉換成了匿名內部類。
一個簡單的Lambda表達式例子
- class Test {
- fun testObservable() {
- val observable = Observable()
- observable.addObserver { o, arg ->
- System.out.println("$o $arg")
- }
- }
- }
我們使用插件同樣查看bytecode
- // ================Test.class =================
- // class version 50.0 (50)
- // access flags 0x31
- public final class Test {
- // access flags 0x11
- public final testObservable()V
- L0
- LINENUMBER 8 L0
- NEW java/util/Observable
- DUP
- INVOKESPECIAL java/util/Observable.<init> ()V
- ASTORE 1
- L1
- LINENUMBER 9 L1
- ALOAD 1
- GETSTATIC Test$testObservable$1.INSTANCE : LTest$testObservable$1; //這里就是使用了匿名內部類(常常包含$字符)
- CHECKCAST java/util/Observer
- INVOKEVIRTUAL java/util/Observable.addObserver (Ljava/util/Observer;)V
- L2
- LINENUMBER 12 L2
- RETURN
- L3
- LOCALVARIABLE observable Ljava/util/Observable; L1 L3 1
- LOCALVARIABLE this LTest; L0 L3 0
- MAXSTACK = 2
- MAXLOCALS = 2
- // access flags 0x1
- public <init>()V
- L0
- LINENUMBER 6 L0
- ALOAD 0
- INVOKESPECIAL java/lang/Object.<init> ()V
- RETURN
- L1
- LOCALVARIABLE this LTest; L0 L1 0
- MAXSTACK = 1
- MAXLOCALS = 1
- @Lkotlin/Metadata;(mv={1, 1, 5}, bv={1, 0, 1}, k=1, d1={"\u0000\u0012\n\u0002\u0018\u0002\n\u0002\u0010\u0000\n\u0002\u0008\u0002\n\u0002\u0010\u0002\n\u0000\u0018\u00002\u00020\u0001B\u0005\u00a2\u0006\u0002\u0010\u0002J\u0006\u0010\u0003\u001a\u00020\u0004\u00a8\u0006\u0005"}, d2={"LTest;", "", "()V", "testObservable", "", "production sources for module KotlinObject"})
- // access flags 0x18
- final static INNERCLASS Test$testObservable$1 null null
- // compiled from: Space.kt
- }
- // ================Test$testObservable$1.class =================
- // class version 50.0 (50)
- // access flags 0x30
- //生成的匿名內部類，規則為 當前的類名$當前的方法名$匿名內部類序號
- final class Test$testObservable$1 implements java/util/Observer {
- // access flags 0x11
- public final update(Ljava/util/Observable;Ljava/lang/Object;)V
- L0
- LINENUMBER 10 L0
- GETSTATIC java/lang/System.out : Ljava/io/PrintStream;
- NEW java/lang/StringBuilder
- DUP
- INVOKESPECIAL java/lang/StringBuilder.<init> ()V
- ALOAD 1
- INVOKEVIRTUAL java/lang/StringBuilder.append (Ljava/lang/Object;)Ljava/lang/StringBuilder;
- LDC " "
- INVOKEVIRTUAL java/lang/StringBuilder.append (Ljava/lang/String;)Ljava/lang/StringBuilder;
- ALOAD 2
- INVOKEVIRTUAL java/lang/StringBuilder.append (Ljava/lang/Object;)Ljava/lang/StringBuilder;
- INVOKEVIRTUAL java/lang/StringBuilder.toString ()Ljava/lang/String;
- INVOKEVIRTUAL java/io/PrintStream.println (Ljava/lang/String;)V
- L1
- LINENUMBER 11 L1
- RETURN
- L2
- LOCALVARIABLE this LTest$testObservable$1; L0 L2 0
- LOCALVARIABLE o Ljava/util/Observable; L0 L2 1
- LOCALVARIABLE arg Ljava/lang/Object; L0 L2 2
- MAXSTACK = 3
- MAXLOCALS = 3
- // access flags 0x0
- <init>()V
- ALOAD 0
- INVOKESPECIAL java/lang/Object.<init> ()V
- RETURN
- MAXSTACK = 1
- MAXLOCALS = 1
- // access flags 0x19
- public final static LTest$testObservable$1; INSTANCE
- // access flags 0x8
- static <clinit>()V
- NEW Test$testObservable$1
- DUP
- INVOKESPECIAL Test$testObservable$1.<init> ()V
- PUTSTATIC Test$testObservable$1.INSTANCE : LTest$testObservable$1;
- RETURN
- MAXSTACK = 2
- MAXLOCALS = 0
- @Lkotlin/Metadata;(mv={1, 1, 5}, bv={1, 0, 1}, k=3, d1={"\u0000\u0016\n\u0000\n\u0002\u0010\u0002\n\u0000\n\u0002\u0018\u0002\n\u0002\u0008\u0002\n\u0002\u0010\u0000\n\u0000\u0010\u0000\u001a\u00020\u00012\u000e\u0010\u0002\u001a\n \u0004*\u0004\u0018\u00010\u00030\u00032\u000e\u0010\u0005\u001a\n \u0004*\u0004\u0018\u00010\u00060\u0006H\n\u00a2\u0006\u0002\u0008\u0007"}, d2={"<anonymous>", "", "o", "Ljava/util/Observable;", "kotlin.jvm.PlatformType", "arg", "", "update"})
- OUTERCLASS Test testObservable ()V
- // access flags 0x18
- final static INNERCLASS Test$testObservable$1 null null
- // compiled from: Space.kt
- }
分析字節碼可以看到有兩個class文件，因此可以推斷出Kotlin的Lambda表達式目前是一種基于內部類的語法糖實現。
除此之外，我們還可以使用kotlinc(Kotlin編譯器來驗證)
- kotlinc Test.kt
執行完成后，查看生成的class文件
- ls | grep ^Test
- Test$testObservable$1.class
- Test.class
- Test.kt
當然，我們還可以使用javap同樣實現查看bytecode的功能，即 javap -c className 。
除此之外，我們還可以利用上面的方法研究如下Kotlin的特性
- lazy初始化
- when表達式
- 方法引用
關于Kotlin的研究方法目前就是這些，Kotlin很簡單，但也要知其所以然，方能游刃有余編碼。希望大家可以嘗試Kotlin，并玩的開心。
責任編輯：未麗燕
來源：
技術小黑屋
