關於 Java 你不知道的 10 件事

作為 Java 書獃子，比起實用技能，我們會對介紹 Java 和 JVM 的概念細節更感興趣。因此我想推薦 Lukas Eder 在 jooq.org 發表的原創作品給大家。

你是從很早開始就一直使用 Java 嗎？那你還記得它的過去嗎？那時，Java 還叫 Oak，OO 還是一個熱門話題，C++ 的 folk 者認為 Java 是不可能火起來，Java 開發的小應用程序 Applets 還受到關注。

我敢打賭，下面我要介紹的這些事，有一半你都不知道。下面讓我們來深入探索 Java 的神秘之處。

1. 沒有檢查異常這種事情

沒錯！JVM 不會知道這些事情，只有 Java 語句知道。

如今大家都認為檢查異常是個錯誤。正如 Bruce Eckel 在布拉格 GeeCON 閉幕時所說，Java 之後再沒別的語言檢查異常，甚至 Java 8 在新的 Stream API 中也不再干這個事情(如果你的 Lambda 使用 IO 和 JDBC，這其實還是有點痛苦)。

如何證實 JVM 並不清楚檢查異常一事？試試下面的代碼：

public class Test { // No throws clause here public static void main(String args) { doThrow(new SQLException); } static void doThrow(Exception e) { Test.doThrow0(e); } @SuppressWarnings("unchecked") staticvoid doThrow0(Exception e) throws E { throw (E) e; } }

這不僅可以編譯通過，它還可以拋出 SQLException。你甚至不需要 Lombok 的 @SneakyThrows 就能辦到。

這篇文章可以看到更詳細的相關內容，或者在 Stack Overflow 上看。

2. 你可以定義僅在返回值有差異的重載函數

這樣的代碼無法編譯，對不？

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

對。 Java 語言不允許兩個方法在同一個類中「等效重載」，而忽略其諸如throws自居或返回類型等的潛在的差異。

查看 Class.getMethod(String, Class…) 的 Javadoc。 其中說明如下：

請注意，類中可能有多個匹配方法，因為 Java 語言禁止在一個類聲明具有相同簽名但返回類型不同的多個方法，但 Java 虛擬機並不是如此。虛擬機中增加的靈活性可以用於實現各種語言特徵。例如，可以用橋接方法實現協變參返回; 橋接方法和被重寫的方法將具有相同的簽名但擁有不同的返回類型。

哇哦，有道理。實際上下面的代碼暗藏著很多事情：

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

來看看為 Child 生成的位元組碼：

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

其實在位元組碼中 T 真的只是 Object。這很好理解。

合成的橋方法實際是由編譯器生成的，因為 Parent.x 簽名中的返回類型在實際調用的時候正好是 Object。在沒有這種橋方法的情況下引入泛型將無法在二進位下兼容。因此，改變 JVM 來允許這個特性所帶來的痛苦會更小(副作用是允許協變凌駕於一切之上) 很聰明，不是嗎？

你看過語言內部的細節嗎？不妨看看，在這裡會發現更多很有意思的東西。

3. 所有這些都是二維數組！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。即使你的大腦解析器不能立刻理解上面方法的返回類型，但其實他們都是一樣的！類似的還有下面這些代碼片段：

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

你認為這很瘋狂？想象在上面使用 JSR-308 / Java 8 類型註解 。語法的可能性指數激增！

@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 = {{}}; }

類型註解。看起來很神秘，其實並不難理解。

或者換句話說:

當我做最近一次提交的時候是在我4周的假期之前。

對你來說，上面的內容在你的實際使用中找到了吧。

4. 條件表達式的特殊情況

可能大多數人會認為：

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

是否等價於：

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

然而，事實並非如此。我們來測試一下就知道了。

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

輸出結果：

1.0 1

由此可見，三目條件運算符會在有需要的情況下，對操作數進行類型提升。注意，是只在有需要時才進行；否則，代碼可能會拋出 NullPointerException 空引用異常：

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. 你還沒搞懂複合賦值運算符

很奇怪嗎？來看看下面這兩行代碼：

i += j; i = i + j;

直觀看來它們等價，是嗎？但可其實它們並不等價！JLS 解釋如下：

E1 op= E2 形式的複合賦值表達式等價於 E1 = (T)((E1) op (E2))，這裡 T 是 E1 的類型，E1 只計算一次。

非常好，我想引用 Peter Lawrey Stack Overflow 上的對這個問題的回答：

使用 *= 或 /= 來進行計算的例子

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'

現在看到它的作用了嗎？我會在應用程序中對字元串進行乘法計算。因為，你懂的…

6. 隨機整數

現在有一個更難的謎題。不要去看答案，看看你能不能自己找到答案。如果運行下面的程序：

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

… 「有時候」，我會得到下面的輸出：

92 221 45 48 236 183 39 193 33 84

這怎麼可能？？

. spoiler… 繼續解答…

好了，答案在這裡 (https://blog.jooq.org/2013/10/17/add-some-entropy-to-your-jvm/)，這必須通過反射重寫 JDK 的 Integer 緩存，然後使用自動裝箱和拆箱。不要在家幹這種事情！或者，我們應該換種方式進行此類操作。

7. GOTO

這是我的最愛之一。Java也有GOTO！輸入下試試……

int goto = 1;

將輸出：

這是因為goto是一個未使用的關鍵字, 僅僅是為了以防萬一……

但這不是最令人興奮的部分。令人興奮的部分是你可以使用 break、continue 和標記塊來實現 goto 功能：

向前跳：

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

在位元組碼中格式如下：

2 iload_1 [check] 3 ifeq 6 // Jumping forward 6 ..

向後跳：

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

在位元組碼中格式如下:

2 iload_1 [check] 3 ifeq 9 6 goto 2 // Jumping backward 9 ..8. Java 有類型別名

其它語言 (比如 Ceylon) 中，我們很容易為類型定義別名：

People? p1 = null; Set? p2 = p1; People? p3 = p2;

Java 中我們不能在頂層作用域定義類型別名，但是我們可以在類或方法作用域中干這個事情。假如我們不喜歡 Integer、Long 等等名稱，而是想用更簡短的 I 和 L，很簡單：

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

在上面的程序中，Test 類作用域內 Integer 被賦予 I 這樣的 「別名」，類似地，Long 在 x 方法中被賦予 L 這樣的 「別名」。之後我們可以這樣調用方法：

new Test.x(1, 2L);

這種技術當然不太會受重視。這種情況下，Integer 和 Long 都是 final 類型，也就是說，I 和 L 是事實上的別名(基本上賦值兼容性只需要考慮一種可能性)。如果我們使用非 final 類型 (比如 Object)，那就是一般的泛型。

這些把戲已經玩夠了。現在來看看真正了不起的東西！

9. 某些類型的關係並不確定！

好了，這會很引人注目，先來杯咖啡提提神。思考一下下面兩個類型：

// A helper type. You could also just use List interface Type {} class C implements Type> {} class D implements Type>>> {}

現在告訴我，類型 C 和 D 到底是什麼？

它們存在遞歸，是一種類似 java.lang.Enum (但有略微不同)的遞歸方式。看看：

> { ... }

認識到這一點之後我們回過頭來看看前面提到的兩個類型，下面的代碼會編譯成什麼樣？

class Test { Type< ? super C> c = new C; Type< ? super D; }

非常難回答的問題，不過 Ross Tate 已經回答了。這個問題的答案是不可判定的：

C 是 Type 的子類?

>

然後：

D 是 Type> 的子類?

Step 0) D>> > Step 4) D> >> Step . . . (expand forever)

在 Eclipse 中試著編譯一下，它會崩潰！ (不用擔心，我提交了 BUG 報告)

讓這個事情沉下去…

Java 中某些類型的關係是不明確的！

如果你對 Java 這個用法感到奇怪之餘也感興趣，就去看看 Ross Tate 寫的 「在 Java 的類型系統中使用通配符」 (與 Alan Leung 和 Sorin Lerner 合著)，我們也在討論泛型多態中的相關子類多態性。

10. 類型交集

Java 有一個非常奇怪的特性叫類型交集。你可以申明某個(泛型)類型，而它實際上是兩個類型的交集，比如：

class Test{ }

綁定到 Test 類型實例的泛型類型參數 T 必須實現 Serializable 和 Cloneable。比如，String 就不符合要求，但 Dete 滿足：

// Doesn't compile Test s = null; // Compiles Testd = null;

這個特性已經在 Java 8 中使用。這很有用嗎？幾乎沒用，但是如果你希望某個 Lambda 表達式是這種類型，還真沒別的辦法。假設你的方法有這種瘋狂的類型約束：

void execute(T t) {}

你想通過執行它得到一個可以序列化 (Serializable) 的 Runnable 對象。Lambda 和序列化也有點奇怪。

Lambda 可以序列經：

但是即使是這樣，他們都不能自動實現 Serializable 標記介面。你必須強制轉換類型。但是當你只扔給 Serializable 時…

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

… 那麼 lambda 將不再是 Runnable 的。

因此要把它轉換為兩種類型：

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

一句話總結這篇文章就是：

Java 恰好是一種看起來神秘的語言，其實不然。