这篇“java内部类引用局部变量与外部类成员变量实例分析”文章的知识点大部分人都不太理解,所以小编给大家总结了以下内容,内容详细,步骤清晰,具有一定的借鉴价值,希望大家阅读完这篇文章能有所收获,下面我们一起来看看这篇“java内部类引用局部变量与外部类成员变量实例分析”文章吧。
假如我们有以下的代码:
interface Printer { public void print(); } class MyApplication { private int field = 10; public void print(final Integer param) { final long local = 100; final long local2 = param.longValue() + 100; Printer printer = new Printer() { @Override public void print() { System.out.println("Local value: " + local); System.out.println("Local2 value: " + local2); System.out.println("Parameter: " + param); System.out.println("Field value: " + field); } }; printer.print(); } }
这里因为param要在匿名内部类的print()方法中使用,因而它要用final修饰;local/local2是局部变量,因而也需要final修饰;而field是外部类MyApplication的字段,因而不需要final修饰。这种设计是基于什么理由呢?
我想这个问题应该从Java是如何实现匿名内部类的。其中有两点:
匿名内部类可以使用外部类的变量(局部或成员变来那个)。
匿名内部类中不同的方法可以共享这些变量。
根据这两点信息我们就可以分析,可能这些变量会在匿名内部类的字段中保存着,并且在构造的时候将他们的值/引用传入内部类。这样就可以保证同时实现上述两点了。
事实上,Java就是这样设计的,并且所谓匿名类,其实并不是匿名的,只是编译器帮我们命名了而已。这点我们可以通过这两个类编译出来的字节码看出来:
// Compiled from Printer.java (version 1.6 : 50.0, super bit)
class levin.test.anonymous.MyApplication$1 implements levin.test.anonymous.Printer {
// Field descriptor #8 Llevin/test/anonymous/MyApplication;
final synthetic levin.test.anonymous.MyApplication this$0;
// Field descriptor #10 J
private final synthetic long val$local2;
// Field descriptor #12 Ljava/lang/Integer;
private final synthetic java.lang.Integer val$param;
// Method descriptor #14 (Llevin/test/anonymous/MyApplication;JLjava/lang/Integer;)V
// Stack: 3, Locals: 5
MyApplication$1(levin.test.anonymous.MyApplication arg0, long arg1, java.lang.Integer arg2);
0 aload_0 [this]
1 aload_1 [arg0]
2 putfield levin.test.anonymous.MyApplication$1.this$0 : levin.test.anonymous.MyApplication [16]
5 aload_0 [this]
6 lload_2 [arg1]
7 putfield levin.test.anonymous.MyApplication$1.val$local2 : long [18]
10 aload_0 [this]
11 aload 4 [arg2]
13 putfield levin.test.anonymous.MyApplication$1.val$param : java.lang.Integer [20]
16 aload_0 [this]
17 invokespecial java.lang.Object() [22]
20 return
Line numbers:
[pc: 0, line: 1]
[pc: 16, line: 13]
Local variable table:
[pc: 0, pc: 21] local: this index: 0 type: new levin.test.anonymous.MyApplication(){}
// Method descriptor #24 ()V
// Stack: 4, Locals: 1
public void print();
0 getstatic java.lang.System.out : java.io.PrintStream [30]
3 ldc <String "Local value: 100"> [36]
5 invokevirtual java.io.PrintStream.println(java.lang.String) : void [38]
8 getstatic java.lang.System.out : java.io.PrintStream [30]
11 new java.lang.StringBuilder [44]
14 dup
15 ldc <String "Local2 value: "> [46]
17 invokespecial java.lang.StringBuilder(java.lang.String) [48]
20 aload_0 [this]
21 getfield levin.test.anonymous.MyApplication$1.val$local2 : long [18]
24 invokevirtual java.lang.StringBuilder.append(long) : java.lang.StringBuilder [50]
27 invokevirtual java.lang.StringBuilder.toString() : java.lang.String [54]
30 invokevirtual java.io.PrintStream.println(java.lang.String) : void [38]
33 getstatic java.lang.System.out : java.io.PrintStream [30]
36 new java.lang.StringBuilder [44]
39 dup
40 ldc <String "Parameter: "> [58]
42 invokespecial java.lang.StringBuilder(java.lang.String) [48]
45 aload_0 [this]
46 getfield levin.test.anonymous.MyApplication$1.val$param : java.lang.Integer [20]
49 invokevirtual java.lang.StringBuilder.append(java.lang.Object) : java.lang.StringBuilder [60]
52 invokevirtual java.lang.StringBuilder.toString() : java.lang.String [54]
55 invokevirtual java.io.PrintStream.println(java.lang.String) : void [38]
58 getstatic java.lang.System.out : java.io.PrintStream [30]
61 new java.lang.StringBuilder [44]
64 dup
65 ldc <String "Field value: "> [63]
67 invokespecial java.lang.StringBuilder(java.lang.String) [48]
70 aload_0 [this]
71 getfield levin.test.anonymous.MyApplication$1.this$0 : levin.test.anonymous.MyApplication [16]
74 invokestatic levin.test.anonymous.MyApplication.access$0(levin.test.anonymous.MyApplication) : int [65]
77 invokevirtual java.lang.StringBuilder.append(int) : java.lang.StringBuilder [71]
80 invokevirtual java.lang.StringBuilder.toString() : java.lang.String [54]
83 invokevirtual java.io.PrintStream.println(java.lang.String) : void [38]
86 return
Line numbers:
[pc: 0, line: 16]
[pc: 8, line: 17]
[pc: 33, line: 18]
[pc: 58, line: 19]
[pc: 86, line: 20]
Local variable table:
[pc: 0, pc: 87] local: this index: 0 type: new levin.test.anonymous.MyApplication(){}
Inner classes:
[inner class info: #1 levin/test/anonymous/MyApplication$1, outer class info: #0
inner name: #0, accessflags: 0 default]
Enclosing Method: #66 #77 levin/test/anonymous/MyApplication.print(Ljava/lang/Integer;)V
}
// Compiled from Printer.java (version 1.6 : 50.0, super bit) class levin.test.anonymous.MyApplication { // Field descriptor #6 I private int field; // Method descriptor #8 ()V // Stack: 2, Locals: 1 MyApplication(); 0 aload_0 [this] 1 invokespecial java.lang.Object() [10] 4 aload_0 [this] 5 bipush 10 7 putfield levin.test.anonymous.MyApplication.field : int [12] 10 return Line numbers: [pc: 0, line: 7] [pc: 4, line: 8] [pc: 10, line: 7] Local variable table: [pc: 0, pc: 11] local: this index: 0 type: levin.test.anonymous.MyApplication // Method descriptor #19 (Ljava/lang/Integer;)V // Stack: 6, Locals: 7 public void print(java.lang.Integer param); 0 ldc2_w <Long 100> [20] 3 lstore_2 [local] 4 aload_1 [param] 5 invokevirtual java.lang.Integer.longValue() : long [22] 8 ldc2_w <Long 100> [20] 11 ladd 12 lstore 4 [local2] 14 new levin.test.anonymous.MyApplication$1 [28] 17 dup 18 aload_0 [this] 19 lload 4 [local2] 21 aload_1 [param] 22 invokespecial levin.test.anonymous.MyApplication$1(levin.test.anonymous.MyApplication, long, java.lang.Integer) [30] 25 astore 6 [printer] 27 aload 6 [printer] 29 invokeinterface levin.test.anonymous.Printer.print() : void [33] [nargs: 1] 34 return Line numbers: [pc: 0, line: 11] [pc: 4, line: 12] [pc: 14, line: 13] [pc: 27, line: 22] [pc: 34, line: 23] Local variable table: [pc: 0, pc: 35] local: this index: 0 type: levin.test.anonymous.MyApplication [pc: 0, pc: 35] local: param index: 1 type: java.lang.Integer [pc: 4, pc: 35] local: local index: 2 type: long [pc: 14, pc: 35] local: local2 index: 4 type: long [pc: 27, pc: 35] local: printer index: 6 type: levin.test.anonymous.Printer // Method descriptor #45 (Llevin/test/anonymous/MyApplication;)I // Stack: 1, Locals: 1 static synthetic int access$0(levin.test.anonymous.MyApplication arg0); 0 aload_0 [arg0] 1 getfield levin.test.anonymous.MyApplication.field : int [12] 4 ireturn Line numbers: [pc: 0, line: 8] Inner classes: [inner class info: #28 levin/test/anonymous/MyApplication$1, outer class info: #0 inner name: #0, accessflags: 0 default] }
从这两段字节码中可以看出,编译器为我们的匿名类起了一个叫MyApplication$1的名字,它包含了三个final字段(这里synthetic修饰符是指这些字段是由编译器生成的,它们并不存在于源代码中):
MyApplication的应用this$0
long值val$local2
Integer引用val$param
这些字段在构造函数中赋值,而构造函数则是在MyApplication.print()方法中调用。
由此,我们可以得出一个结论:Java对匿名内部类的实现是通过编译器来支持的,即通过编译器帮我们产生一个匿名类的类名,将所有在匿名类中用到的局部变量和参数做为内部类的final字段,同是内部类还会引用外部类的实例。其实这里少了local的变量,这是因为local是编译器常量,编译器对它做了替换的优化。
其实Java中很多语法都是通过编译器来支持的,而在虚拟机/字节码上并没有什么区别,比如这里的final关键字,其实细心的人会发现在字节码中,param参数并没有final修饰,而final本身的很多实现就是由编译器支持的。类似的还有Java中得泛型和逆变、协变等。这是题外话。
有了这个基础后,我们就可以来分析为什么有些要用final修饰,有些却不用的问题。
首先我们来分析local2变量,在”匿名类”中,它是通过构造函数传入到”匿名类”字段中的,因为它是基本类型,因而在够着函数中赋值时(撇开对函数参数传递不同虚拟机的不同实现而产生的不同效果),它事实上只是值的拷贝;因而加入我们可以在”匿名类”中得print()方法中对它赋值,那么这个赋值对外部类中得local2变量不会有影响,而程序员在读代码中,是从上往下读的,所以很容易误认为这段代码赋值会对外部类中得local2变量本身产生影响,何况在源码中他们的名字都是一样的,所以我认为了避免这种confuse导致的一些问题,Java设计者才设计出了这样的语法。
对引用类型,其实也是一样的,因为引用的传递事实上也只是传递引用的数值(简单的可以理解成为地址),因而对param,如果可以在”匿名类”中赋值,也不会在外部类的print()后续方法产生影响。虽然这样,我们还是可以在内部类中改变引用内部的值的,如果引用类型不是只读类型的话;在这里Integer是只读类型,因而我们没法这样做。
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