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原文链接: 10 Things You Didnt Know About Java

关于Java你可能不知道的10件事

嗯,也许你写Java代码已经有些年头了,你还依稀记得这些吧: 那些年,它还叫做Oak;那些年,OO还是个热门话题;那些年,C++同学们觉得Java是没有出路的;那些年,Applet还风头正劲……

但我打赌下面的这些事中你至少有一半还不知道。来聊聊这些会让你有些惊讶的Java内部的事儿。

  1. 其实不存在受检异常(checked exception

是的!JVM并不感知这个,只有Java语言感知。

今天,大家都赞同,受检异常是个设计失误,Java语言的设计失误。正如 Bruce Eckel 在布拉格的GeeCON会议上最后一页的演示中说的, Java之后的语言都不会再有受检异常,甚至在Java 8中新式流APIStreams API)都不再拥抱受检异常 lambda的方式来使用IOJDBC,这个API用起来还是有些痛苦的。)

想证明JVM不感知受检异常?试试下面的这段代码:

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;
    }
}

不仅可以编译通过,并且也抛出了SQLException,你甚至都不需要用上Lombok@SneakyThrows

更多细节,可以在看看这篇文章,或Stack Overflow上的这个问题

  1. 只有返回类型不同的方法重载

下面的代码不能编译,是吧?

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

是的!Java语言不允许一个类里有2个方法是『重载一致』的而不会关心2个方法的throws子句或返回类型实际是不一样的。

但是等等!来看看来看看Class.getMethod(String, Class...)方法的Javadoc

注意,可能在一个类中会有多个匹配的方法,因为尽管Java语言禁止在一个类中多个方法签名相同只是返回类型不同的方法,但是JVM并不禁止。 这让JVM上可以更灵活地去实现各种语言特性。比如,可以用桥方法来实现方法的协变返回类型;桥方法和被重载的方法可以有相同的方法签名,但返回类型不同。

哦,这个说的通。事实上,当你这写下面的代码时,就发生了这样的情况:

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

查一下Child类生成的字节码:

// 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]

在字节码中,T实际上是Object类型。这很好理解。

合成的桥方法实际上是由编辑器生成的,因为在一些调用场景下,Parent.x()方法签名的返回类型期望是Object

添加泛型而不生成这个桥方法,不可能做到二进制兼容。 所以,让JVM允许这个特性,可以愉快解决这个问题(实际是允许协变返回类型的方法中包含有副作用的逻辑)。 聪明不?嘿嘿。

你是不是想要扎入语言规范和内核?可以在这里找到更多有意思的细节。

  1. 这些写法都是二维数组!

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。尽管人肉解析器不能马上理解上面这些方法的返回类型,但都是一样的。下面的代码也类似:

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

是不是觉得很2B想象一下在上面的代码中使用JSR-308或是Java 8的类型注解。 语法糖的数目要爆炸了吧!

@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 [] = {{}};
}

类型注解。这个设计引入的诡异大大超出了它解决的问题。

或换句话说:

在4周休假前的最后一个提交里我写了这样的代码然后。。。
译注】画外音:然后,亲爱的同事你,就有得火救啦,哼,哼哼,哦哈哈哈哈~

找出上面用法的合适的使用场景,还是留给你作为一个练习吧。

  1. 其实并没有条件表达式

所以你认为自己知道什么时候使用条件表达式让我告诉你你不知道。大部分人会下面的2个代码段是等价的

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);

让你失望了。来做个简单的测试吧:

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

打印结果是:

1.0
1

哦!条件运算符会实现数值类型的转型,如果『需要』,这个『需要』有非常非常非常强的引号。你觉得下面的程序会不会抛NullPointerException

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);

关于这一条的更多的信息可以在这里找到。

  1. 其实并没有复合赋值运算符

是不是够诡异来看看下面的2行代码

i += j;
i = i + j;

直觉上认为2行代码是等价的对吧但结果即不是JLSJava语言规范)指出:

复合赋值运算符表达式 E1 op= E2 等价于 E1 = (T)((E1) op (E2)) 其中TE1的类型,并且E1只会求值一次。

这个做法太漂亮了,我引用Peter LawreyStack Overflow上的回答来说明这点:

使用*=/=作为例子可以方便说明其中的转型问题:

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'

为什么这个真有太有用了?如果我要在代码中,就地对字符做转型或是乘法。然后,你懂的……

  1. 随机Integer

这个问题比迷题还迷题。先不要看解答,看看你能不能自己找出怎么才能这样的方法。运行下面的代码:

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

…… 然后你可能得到下面的输出:

92
221
45
48
236
183
39
193
33
84

这怎么可能?!

.

.

.

.

.

.

. 我要剧透了…… 解答走起……

.

.

.

.

.

.

好吧,解答在这里(http://blog.jooq.org/2013/10/17/add-some-entropy-to-your-jvm/) 这和用反射覆盖JDKInteger缓存,然后使用自动打包解包(auto-boxing/auto-unboxing)相关。 别在家里这么玩!或换句话说,想想会有这样的状况(我再说一遍吧:

在4周休假前的最后一个提交里我写了这样的代码然后。。。
译注】画外音:然后,亲爱的同事你,就有得火救啦,哼,哼哼,哦哈哈哈哈~

  1. GOTO

这条是我的最爱。Java是有GOTO的打上这行代码

int goto = 1;

结果是:

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

这是因为goto是个还未使用的关键字,保留了为以后可以用……

但这不是我要说的让你兴奋的内容。让你兴奋的是,你可以用breakcontinue和有标签的代码块来实现goto

向前跳:

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

对应的字节码是:

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);

对应的字节码是:

2  iload_1 [check]
3  ifeq 9
6  goto 2          // Jumping backward
9  ..
  1. Java是有类型别名的

在别的语言中(比如,Ceylon),可以方便地定义类型别名:

interface People => Set<Person>;

这样定义的People可以和Set<Person>互换使用:

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

Java中,顶级(top level)是不能定义类型别名的。但可以在类级别、或方法级别定义。 如果对IntegerLong这样名字不满意,想更短的名字:IL。很简单:

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

上面的代码中,在Test类级别中IInteger的别名,在x方法级别,LLong的别名。可以这样来调用这个方法:

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

当然这个用法不严谨。在例子中,IntegerLong都是final类型,结果IL 效果上是个别名 (大部分情况下是。赋值兼容性只是单向的)。如果用的非final类型(比如,Object),还是使用原来的泛型参数类型的。

玩够了这些恶心的小把戏。现在来些真正的干货了!

  1. 有些类型的关系是不确定的

好,这条会很稀奇古怪,你先来杯咖啡,再集中精神来看。

看看下面的2个类型

// 一个辅助类。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>>>> {}

类型CD啥意思呢?

这2个类型声明中包含了递归java.lang.Enum的声明类似 (但有点点不同):

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

有了上面的类型声明,一个实际的enum实现只是语法糖:

// 这样的声明
enum MyEnum {}
 
// 实现是只是下面写法的语法糖:
class MyEnum extends Enum<MyEnum> { ... }

记住上面的这点后我们再回来看刚才我们的2个类型声明。下面的代码可以编译通过吗

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

很难的问题,Ross Tate 回答过这个问题。答案实际上是不确定的:

CType<? super C>的子类吗?

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:

DType<? super D<Byte>>的子类吗?

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) List<List<? super C<C>>> <?: List<? super C<C>>
Step 4) D<D<Byte>> <?: Type<? super D<D<Byte>>>
Step . . . (expand forever)

试着在你的Eclipse中编译上面的代码会Crash别担心我已经提交了一个Bug。

我们继续深挖下去……

Java中有些类型的关系是不确定的!

如果你有兴趣知道更多古怪Java行为的细节,可以读一下Ross Tate的论文『驯服Java类型系统的通配符』 (和Alan LeungSorin Lerner共同署名),或者也可以看看我们自己在子类型多态和泛型多态的关联方面的思考。

  1. 类型交集(Type intersections

Java有个很古怪的特性叫类型交集。你可以声明一个泛型类型这个类型是2个类型的交集。比如

class Test<T extends Serializable & Cloneable> {
}

绑定到类Test的实例上的泛型类型参数T必须同时实现SerializableCloneable。比如,String不能做绑定,但Date可以:

// Doesn't compile
Test<String> s = null;
 
// Compiles
Test<Date> d = null;

Java 8保留了这个特性你可以转型成临时的类型交集。这有什么用几乎没有一点用但如果你想强转一个lambda表达式成一个类型,就没有其它的方法了。 假定你在方法上有这个抓狂的类型限制:

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

你想一个Runnable同时也是个Serializable,这样你可能在另外的地方执行它并通过网络发送它。lambda和序列化都有点古怪。

lambda是可以序列化的:

如果lambda表达式的目标类型和它捕获的参数(captured arguments)是可以序列化的,则这个lambda表达式是可序列化的。

但即使满足这个条件,lambda表达式并没有自动实现Serializable这个标记接口(marker interface)。 为了强制成为这个类型,就必须使用转型。但如果只转型成Serializable ...

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

... 则这个lambda表达式不再是一个Runnable

呃……

So……

同时转型成2个类型

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

结论

一般我只对SQL会说这样的话,但是时候用下面的话来结束这篇文章了:

Java中诡异仅仅被它解决问题的能力超过。