合成和桥接方法

如果您曾经玩过反射并执行了getDeclaredMethods()您可能会感到惊讶。您可能会获得源代码中不存在的方法。或者，也许您看了一些方法的修饰符，发现其中一些特殊方法是易变的。顺便说一句：对于Java采访来说，这是一个令人讨厌的问题，“当方法易变时，这意味着什么？” 正确的答案是，方法不能是易变的。同时，在getDeclaredMethods()甚至getMethods()返回的方法中，可能存在某些方法，其中Modifier.isVolatile(method.getModifiers())为true。

这是项目转换器的用户之一发生的。他意识到，交换器（本身会深入挖掘Java的黑暗细节）生成的Java源代码无法使用关键字volatile作为方法的修饰符进行编译。结果，它也不起作用。

那里发生了什么事？桥接和合成方法是什么？

能见度

创建嵌套或嵌入式类时，可以从顶级类访问嵌套类的私有变量和方法。这由不可变的嵌入式构建器模式使用。这是语言规范中定义的Java的明确定义的行为。

JLS7，6.6.1确定可访问性
…如果成员或构造函数被声明为私有，则访问为
当且仅当它出现在顶级类的主体中时才允许（第7.6节）
包含成员或构造函数的声明…

package synthetic;public class SyntheticMethodTest1 {private A aObj = new A();public class A {private int i;}private class B {private int i = aObj.i;}public static void main(String[] args) {SyntheticMethodTest1 me = new SyntheticMethodTest1();me.aObj.i = 1;B bObj = me.new B();System.out.println(bObj.i);}
}

JVM如何处理它？ JVM不知道内部或嵌套类。对于JVM，所有类都是顶级外部类。所有类都被编译为顶级类，这就是那些不错的方法...$. .class ...$. .class文件已创建。

$ ls -Fart
../                         SyntheticMethodTest2$A.class  MyClass.java  SyntheticMethodTest4.java  SyntheticMethodTest2.java
SyntheticMethodTest2.class  SyntheticMethodTest3.java     ./            MyClassSon.java            SyntheticMethodTest1.java

如果创建嵌套类或内部类，它将被编译为完整的顶级类。

外层如何提供私有字段？如果这些人进入了真正的顶级阶级并且是私人的，那么他们将如何从外部阶级中获得呢？

javac解决此问题的方式是，对于任何私有字段但从顶级类使用的字段，方法或构造函数，它都会生成综合方法。这些合成方法用于到达原始私有字段/方法/构造函数。这些方法的生成以巧妙的方式完成：仅生成真正需要并从外部使用的那些方法。

package synthetic;import java.lang.reflect.Constructor;
import java.lang.reflect.Method;public class SyntheticMethodTest2 {public static class A {private A(){}private int x;private void x(){};}public static void main(String[] args) {A a = new A();a.x = 2;a.x();System.out.println(a.x);for (Method m : A.class.getDeclaredMethods()) {System.out.println(String.format("%08X", m.getModifiers()) + " " + m.getName());}System.out.println("--------------------------");for (Method m : A.class.getMethods()) {System.out.println(String.format("%08X", m.getModifiers()) + " " + m.getReturnType().getSimpleName() + " " + m.getName());}System.out.println("--------------------------");for( Constructor<?> c : A.class.getDeclaredConstructors() ){System.out.println(String.format("%08X", c.getModifiers()) + " " + c.getName());}}
}

由于生成的方法的名称取决于实现方式，因此不能保证对上述程序的输出所能说的最多的是，在我执行该程序的特定平台上，它产生了以下输出：

2
00001008 access$1
00001008 access$2
00001008 access$3
00000002 x
--------------------------
00000111 void wait
00000011 void wait
00000011 void wait
00000001 boolean equals
00000001 String toString
00000101 int hashCode
00000111 Class getClass
00000111 void notify
00000111 void notifyAll
--------------------------
00000002 synthetic.SyntheticMethodTest2$A
00001000 synthetic.SyntheticMethodTest2$A

在上面的程序中，我们为字段x赋值，并且还调用了相同名称的方法。需要这些来触发编译器生成综合方法。您可以看到它生成了三种方法，大概是字段x的setter和getter以及方法x()的综合方法。但是，这些综合方法未在getMethods()返回的下一个列表中列出，因为它们是综合方法，因此不适用于通用调用。从这种意义上讲，它们是私有方法。

十六进制数字可以用作解释器，查看类java.lang.reflect.Modifier定义的常量：

00001008 SYNTHETIC|STATIC
00000002 PRIVATE
00000111 NATIVE|FINAL|PUBLIC
00000011 FINAL|PUBLIC
00000001 PUBLIC
00001000 SYNTHETIC

列表中有两个构造函数。有一个私人的和一个合成的。私有存在，因为我们定义了它。另一方面，合成的存在是因为我们从外部调用了私有的。到目前为止，桥接方法还没有。

泛型和继承

到目前为止还不错，但是我们仍然没有看到任何“易变”的方法。

查看java.lang.reflec.Modifier的源代码，您会看到常量0x00000040定义了两次。一次是VOLATILE ，一次是BRIDGE （后者是私有程序包，不用于一般用途）。

要拥有这样一种方法，一个非常简单的程序就可以做到：

package synthetic;import java.lang.reflect.Method;
import java.util.LinkedList;public class SyntheticMethodTest3 {public static class MyLink extends LinkedList<String> {@Overridepublic String get(int i) {return "";}}public static void main(String[] args) {for (Method m : MyLink.class.getDeclaredMethods()) {System.out.println(String.format("%08X", m.getModifiers()) + " " + m.getReturnType().getSimpleName() + " " + m.getName());}}
}

我们有一个链表，该链表的方法get(int)返回String 。我们不要讨论干净的代码问题。这是演示该主题的示例代码。干净的代码中也会出现相同的问题，尽管更复杂，并且在导致问题时更难指出问题所在。

输出显示：

00000001 String get
00001041 Object get

我们有两个get()方法。一个出现在源代码中，另一个出现在合成和桥接中。反编译器javap表示生成的代码是：

public java.lang.String get(int);Code:Stack=1, Locals=2, Args_size=20:   ldc     #2; //String2:   areturnLineNumberTable:line 12: 0public java.lang.Object get(int);Code:Stack=2, Locals=2, Args_size=20:   aload_01:   iload_12:   invokevirtual   #3; //Method get:(I)Ljava/lang/String;5:   areturn

有趣的是，这两种方法的签名是相同的，只是返回类型不同。即使在Java语言中这是不可能的，但在JVM中允许这样做。 bridge方法不执行其他任何操作，而是调用原始方法。

为什么需要这种合成方法？谁来使用它。例如，想要使用类型MyLink的变量来调用方法get(int)的MyLink ：

List<?> a = new MyLink();Object z = a.get(0);

它不能调用返回String的方法，因为List没有这样的方法。为了使其更具说明性，让我们重写方法add()而不是get() ：

package synthetic;import java.util.LinkedList;
import java.util.List;public class SyntheticMethodTest4 {public static class MyLink extends LinkedList<String> {@Overridepublic boolean add(String s) {return true;}}public static void main(String[] args) {List a = new MyLink();a.add("");a.add(13);}
}

我们可以看到桥接方法

public boolean add(java.lang.Object);Code:Stack=2, Locals=2, Args_size=20:   aload_01:   aload_12:   checkcast       #2; //class java/lang/String5:   invokevirtual   #3; //Method add:(Ljava/lang/String;)Z8:   ireturn

不仅叫原版。它还检查类型转换是否正确。这是在运行时完成的，而不是由JVM本身完成的。如您所料，它确实出现在第18行中：

Exception in thread "main" java.lang.ClassCastException: java.lang.Integer cannot be cast to java.lang.Stringat synthetic.SyntheticMethodTest4$MyLink.add(SyntheticMethodTest4.java:1)at synthetic.SyntheticMethodTest4.main(SyntheticMethodTest4.java:18)

下次在面试中遇到关于不稳定方法的问题时，您可能比面试官了解的更多。

参考： Java Deep博客中JCG合作伙伴 Peter Verhas的合成方法和桥接方法。