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關于Java你可能不知道的10件事

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……

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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. doThrow0(e);
  
      }
  
   
  
      @SuppressWarnings("unchecked")
  
      static 
  
      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(jié)，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(xiàn)各種語言特性。比如，可以用橋方法(bridge method)來實現(xiàn)方法的協(xié)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(fā)生了這樣的情況：

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

查看一下Child類所生成的字節(jié)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]

在字節(jié)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(xié)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(guī)范和內核看看？可以在這里找到更多有意思的細節(jié)。

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。。。

【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(xiàn)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：

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(guī)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。。。

【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:  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(xiàn)goto的：

向前跳：

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

對應的字節(jié)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(jié)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;

這樣定義的People可以和Set互換地使用：

 
 
  
  People?      p1 = null;
  
  Set? 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 {
  
       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?，F(xiàn)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?？纯聪旅娴?個類型：

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

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> { ... }

有了上面的類型聲明，一個實際的enum實現(xiàn)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 { ... }

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 c = new C();
  
      Type> d = new D();
  
  }

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

然后：

 
 
  
  D是Type>的子類嗎？
  
   
  
  步驟 0) D >
  
  步驟 1) Type>>> >
  
  步驟 2) D >>
  
  步驟 3) List>> >
  
  步驟 4) D> >>
  
  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?。▌e擔心，我已經提交了一個Bug。）

我們繼續(xù)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(jié)，可以讀一下Ross Tate的論文『馴服Java類型系統(tǒng)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(tài)和泛型多態(tài)的關聯(lián)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 {
  
  }

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

 
 
  
  // 編譯不通過！
  
  Test s = null;
  
   
  
  // 編譯通過
  
  Test 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：

 
 
  
   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(zhí)行它并通過網絡發(fā)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?jié)M足這個條件，lambda表達式并沒有自動實現(xiàn)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。

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