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Java 并发源码
来源：/WJ5888/
p/4667086.html
为了支持函数式编程，Java 8引入了Lambda表达式，那么在Java 8中到底是如何实现Lambda表达式的呢? Lambda表达式经过编译之后，到底会生成什么东西呢? 在没有深入分析前，让我们先想一想，Java 8中每一个Lambda表达式必须有一个函数式接口与之对应。
那么你或许在想Lambda表达式是不是转化成与之对应的函数式接口的一个实现类呢，然后通过多态的方式调用子类的实现呢，如下面代码是一个Lambda表达式的样例：
@FunctionalInterfaceinterfacePrint<T>{publicvoidprint(Tx);}publicclassLambda{publicstaticvoidPrintString(Strings,Print<String>print){print.print(s);}publicstaticvoidmain(String\[\]args){PrintString("test",(x)->System.out.println(x));}}
按照上面的分析，理论上经过编译器处理后，最终生成的代码应该如下面所示：
@FunctionalInterfaceinterfacePrint<T>{publicvoidprint(Tx);}classLambda$$0implementsPrint<String>{@Overridepublicvoidprint(Stringx){System.out.println(x);}}publicclassLambda{publicstaticvoidPrintString(Strings,Print<String>print){print.print(s);}publicstaticvoidmain(String\[\]args){PrintString("test",newLambda$$0());}}
再或者是一个内部类实现，代码如下所示：
@FunctionalInterfaceinterfacePrint<T>{publicvoidprint(Tx);}publicclassLambda{finalclassLambda$$0implementsPrint<String>{@Overridepublicvoidprint(Stringx){System.out.println(x);}}publicstaticvoidPrintString(Strings,Print<String>print){print.print(s);}publicstaticvoidmain(String\[\]args){PrintString("test",newLambda().newLambda$$0());}}
异或是这种匿名内部类实现，代码如下所示:
@FunctionalInterfaceinterfacePrint<T>{publicvoidprint(Tx);}publicclassLambda{publicstaticvoidPrintString(Strings,Print<String>print){print.print(s);}publicstaticvoidmain(String\[\]args){PrintString("test",newPrint<String>(){@Overridepublicvoidprint(Stringx){System.out.println(x);}});}}
上面的代码，除了在代码长度上长了点外，与用Lambda表达式实现的代码运行结果是一样的，那么Java 8到底是用什么方式实现的呢? 是不是上面三种实现方式中的一种呢，你也许觉的自已想的是对的，其实本来也就是对的，在Java 8中采用的是内部类来实现Lambda表达式
那么Lambda表达式到底是如何实现的呢？
为了探究Lambda表达式是如何实现的，就得需要研究Lambda表过式最终转化成的字节码文件，这就需要jdk的bin目录下的一个字节码查看工具及反编译工具
javap-pLambda.class
上面命令中的-p表示输出所有类及成员，运行上面的命令后，得的结果如下所示:
Compiledfrom"Lambda.java"publicclassLambda{publicLambda();publicstaticvoidPrintString(java.lang.String,Print<java.lang.String>);publicstaticvoidmain(java.lang.String\[\]);privatestaticvoidlambda$0(java.lang.String);}
由上面的代码可以看出编译器会根据Lambda表达式生成一个私有的静态函数，注意，在这里说的是生成，而不是等价。
privatestaticvoidlambda$0(java.lang.String);
为了验证上面的转化是否正确? 我们在代码中定义一个lambda$0这个的函数，最终代码如下所示：
@FunctionalInterfaceinterfacePrint<T>{publicvoidprint(Tx);}publicclassLambda{publicstaticvoidPrintString(Strings,Print<String>print){print.print(s);}privatestaticvoidlambda$0(Strings){}publicstaticvoidmain(String\[\]args){PrintString("test",(x)->System.out.println(x));}}
上面的代码在编译时不会报错，但是运行时就会报错，因为存在两个lambda$0函数，如下所示，是运行时的错误：
Exceptioninthread"main"java.lang.ClassFormatError:Duplicatemethodname&signatureinclassfileLambdaatjava.lang.ClassLoader.defineClass1(NativeMethod)atjava.lang.ClassLoader.defineClass(ClassLoader.java:760)atjava.security.SecureClassLoader.defineClass(SecureClassLoader.java:142).URLClassLoader.defineClass(URLClassLoader.java:467).URLClassLoader.access$100(URLClassLoader.java:73).URLClassLoader$1.run(URLClassLoader.java:368).URLClassLoader$1.run(URLClassLoader.java:362)atjava.security.AccessController.doPrivileged(NativeMethod).URLClassLoader.findClass(URLClassLoader.java:361)atjava.lang.ClassLoader.loadClass(ClassLoader.java:424)atsun.misc.Launcher$AppClassLoader.loadClass(Launcher.java:331)atjava.lang.ClassLoader.loadClass(ClassLoader.java:357)atsun.launcher.LauncherHelper.checkAndLoadMain(LauncherHelper.java:495)
通过javap对上述错误代码进行反编译，反编译之后输出的类的成员如下所示
Compiledfrom"Lambda.java"publicclassLambda{publicLambda();publicstaticvoidPrintString(java.lang.String,Print<java.lang.String>);privatestaticvoidlambda$0(java.lang.String);publicstaticvoidmain(java.lang.String\[\]);privatestaticvoidlambda$0(java.lang.String);}
会发现lambda$0出现了两次，那么在代码运行的时候，就不知道去调用哪个，因此就会抛错。
有了上面的内容，可以知道的是Lambda表达式在Java 8中首先会生成一个私有的静态函数，这个私有的静态函数干的就是Lambda表达式里面的内容,因此上面的代码初步可以转化成如下所示的代码
@FunctionalInterfaceinterfacePrint<T>{publicvoidprint(Tx);}publicclassLambda{publicstaticvoidPrintString(Strings,Print<String>print){print.print(s);}privatestaticvoidlambda$0(Stringx){System.out.println(x);}publicstaticvoidmain(String\[\]args){PrintString("test",/\*\*lambdaexpression\*\*/);}}
转化成上面的形式之后，那么如何实现调用静态的lambda$0函数呢，在这里可以在以下方法打上断点，可以发现在有lambda表达式的地方，运行时会进入这个函数
publicstaticCallSitemetafactory(MethodHandles.Lookupcaller,StringinvokedName,MethodTypeinvokedType,MethodTypesamMethodType,MethodHandleimplMethod,MethodTypeinstantiatedMethodType)throwsLambdaConversionException{AbstractValidatingLambdaMetafactorymf;mf\=newInnerClassLambdaMetafactory(caller,invokedType,invokedName,samMethodType,implMethod,instantiatedMethodType,false,EMPTY\_CLASS\_ARRAY,EMPTY\_MT\_ARRAY);mf.validateMetafactoryArgs();returnmf.buildCallSite();}
在这个函数中可以发现为Lambda表达式生成了一个内部类，为了验证是否生成内部类，可以在运行时加上-Djdk.internal.lambda.dumpProxyClasses，加上这个参数后，运行时，会将生成的内部类class码输出到一个文件中
finalclassLambda$$Lambda$1implementsPrint{privateLambda$$Lambda$1();publicvoidprint(java.lang.Object);}
如果运行javap -c -p 则结果如下
finalclassLambda$$Lambda$1implementsPrint{privateLambda$$Lambda$1();Code:0:aload\_01:invokespecial#10//Methodjava/lang/Object."<init>":()V4:returnpublicvoidprint(java.lang.Object);Code:0:aload\_11:checkcast#14//classjava/lang/String4:invokestatic#20//MethodLambda.lambda$0:(Ljava/lang/String;)V7:return}
通过上面的字节码指令可以发现实现上调用的是Lambda.lambda$0这个私有的静态方法
因此最终的Lambda表达式等价于以下形式：
@FunctionalInterfaceinterfacePrint<T>{publicvoidprint(Tx);}publicclassLambda{publicstaticvoidPrintString(Strings,Print<String>print){print.print(s);}privatestaticvoidlambda$0(Stringx){System.out.println(x);}finalclass$Lambda$1implementsPrint{@Overridepublicvoidprint(Objectx){lambda$0((String)x);}}publicstaticvoidmain(String\[\]args){PrintString("test",newLambda().new$Lambda$1());}}
至此，关于 Lambda 表达式实现原理的内容已经讲完了，希望能够帮助到大家！
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