面试回答

知识扩展

如何解语法糖？

糖块一、swith 支持 String 与枚举

糖块二、泛型

糖块三、自动装箱与拆箱

糖块四、枚举

糖块五、条件编译

糖块六、断言

糖块七、数值字面量

糖块八、for-each

糖块九、try-with-resource

可能遇到的坑

泛型

自动装箱与拆箱

总结

面试回答

语法糖（Syntactic sugar）,指在计算机语言中添加的某种语法，这种语法对语言的功能并没有影响，但是更方便程序员使用。

虽然 Java 中有很多语法糖，但是 Java 虚拟机并不支持这些语法糖，所以这些语法糖在编译阶段就会被还原成简单的基础语法结构，这样才能被虚拟机识别，这个过程就是解语法糖。

如果看过 Java 虚拟机的源码，就会发现在编译过程中有一个重要的步骤就是调用 desugar() ,这个方法就是负责解语法糖的实现。

常见的语法糖有 switch 支持枚举及字符串、泛型、条件编译、断言、可变参数、自动装箱/拆箱、枚举、内部类、增强 for 循环、try-with-resources 语句、lambda 表达式等。

知识扩展

如何解语法糖？

语法糖的存在主要是方便开发人员使用。但其实，Java 虚拟机并不支持这些语法糖。这些语法糖在编译阶段就会被还原成简单的基础语法结构，这个过程就是解语法糖。

说到编译，大家肯定都知道，Java 语言中 javac 命令可以将后缀名为 .java 的源文件编译为 .class 的可以运行于 java 虚拟机的字节码。如果你去看 com.sun.tools.javac.main.JavaCompiler 的源码，你会发现在 compile() 中有一个步骤就是调用 desugar(),这个方法就是负责解语法糖的实现的。

糖块一、swith 支持 String 与枚举

从 Java 7 开始，Java 语言中的语法糖在逐渐丰富，其中一个比较重要的就是 Java 7 中 swith开始支持 String。

在开始 coding 之前先科普下，Java 中的 switch自身原本就支持基本类型。比如 int、char等。对于 int类型，直接进行数值的比较。对于 char类型则是比较其 ascii 码。所以，对于编译器来说，switch 中其实只能使用整型，任何类型的比较都要转换成整型。比如 byte、short、char 以及int (ascii 码是整型)。

那么接下来看下 switch 对 String 的支持，如以下代码：

public class main {public static void main(String[] args) {String str="word";switch (str){case "hello":System.out.println("hello");break;case "world":System.out.println("world");break;default:break;}}
}

反编译后内容如下：

public class main
{public main(){}public static void main(String args[]){String str = "word";String s = str;byte byte0 = -1;switch(s.hashCode()){case 99162322: if(s.equals("hello"))byte0 = 0;break;case 113318802: if(s.equals("world"))byte0 = 1;break;}switch(byte0){case 0: // '\0'System.out.println("hello");break;case 1: // '\001'System.out.println("world");break;}}
}

看到这个代码，你知道原来字符串的 switch 是通过 equals() 和 hashCode()方法来实现的。还好 hashCode() 方法返回的是 int ,而不是 long。

仔细看下可以发现，进行 switch的实际是哈希值，然后通过使用 equals方法比较进行安全检查，这个检查是必要的，因为哈希可能发生碰撞。因此它的性能是不如使用枚举进行 switch 或者使用纯整数常量，但这也不是很差。

糖块二、泛型

我们都知道，很多语言都是支持泛型的，但是很多人不知道的是，不同的编译器对于泛型的处理方式是不同的，通常情况下，一个编译器处理泛型有两种方式：Code specialization和 Code sharing。C++ 和 C# 是使用 Code specialization的处理机制，而 Java 使用的是 Code sharing的机制。

Code sharing 方式为每个泛型类型创建唯一的字节码表示，并且将泛型类型的实例都映射到这个唯一的字节码表示上。将多种泛型类型实例映射到唯一的字节码表示是通过类型擦除（type erasue）实现的。

也就是说，对于 Java 虚拟机来说，他根本不认识 Map<String,String> map 这样的语法。需要在编译阶段通过类型擦除的方式进行解语法糖。

类型擦除的主要过程如下：

1.将所有的泛型参数用其最左边界（最顶级的父类型）类型替换。

2.移除所有的类型参数。

以下代码：

        Map<String,String> map=new HashMap<String,String>();map.put("name","tango");map.put("wechat","Tango");map.put("blog","https://www.baidu.com");

解语法糖之后会变成：

        Map map = new HashMap();map.put("name", "tango");map.put("wechat", "Tango");map.put("blog", "https://www.baidu.com");

以下代码：

 public static <A extends Comparable<A>> A max(Collection<A> xs) {Iterator<A> xi = xs.iterator();A w = (Comparable)xi.next();while(xi.hasNext()) {A x = (Comparable)xi.next();if (w.compareTo(x) < 0) {w = x;}}return w;}

类型擦除之后会变成：

    public static Comparable max(Collection xs){Iterator xi = xs.iterator();Comparable w = (Comparable)xi.next();do{if(!xi.hasNext())break;Comparable x = (Comparable)xi.next();if(w.compareTo(x) < 0)w = x;} while(true);return w;}

虚拟机中没有泛型，只有普通类和普通方法，所欲泛型类的类型参数在编译时都会被擦除，泛型类并没有自己独有的 Class类对象。比如并不存在 List<String>.class 或是 List<Integer>.class ，而只有 List.class 。

糖块三、自动装箱与拆箱

自动装箱就是 Java 自动将原始类型值转换成对应的对象，比如将 int 的变量转换成 Integer 的对象，这个过程叫做装箱，反之将 Integer 对象转换成 int 类型值，这个过程叫做拆箱。因为这里的装箱和拆箱是自动进行的非人为转换，所以就称作为自动装箱和拆箱。原始类型 byte、short、char、int、long、float、double 和 boolan 对应的封装类为 Byte、Short、Character、Integer、Long、Float、Double、Boolean。

先来看个自动装箱的代码：

    public static void main(String[] args) {int i = 0;Integer n = i;}

反编译后代码如下：

    public static void main(String args[]){int i = 0;Integer n = Integer.valueOf(i);}

再来看个自动拆箱的代码：

    public static void main(String[] args) {Integer n = 0;int i = n;}

反编译后代码如下：

    public static void main(String args[]){Integer n = Integer.valueOf(0);int i = n.intValue();}

从反编译得到内容可以看出，在装箱的时候自动调用的是 Integer的 valueOf方法。而在拆箱的时候自动调用的是 Integer的 intValue的方法。

所以，装箱过程是通过调用包装器的 valueOf 方法实现的，而拆箱过程是通过调用包装器的 xxxValue 方法实现的。

糖块四、枚举

在 Java 中，枚举是一种特殊的数据类型，用于表示有限的一组常量。枚举常量是在枚举类型中定义的，每个常量都是该类型的一个实例。Java 中的枚举类型是一种安全而优雅的方式来表示有限的一组值。

要想看源码，首先得有一个类吧，那么枚举类型到底是什么类呢？是 enum 吗？答案很明显不是，enum就和 class一样，只是一个关键字，他并不是一个类，那么枚举是由什么类维护的呢？我们简单的写一个枚举：

public enum t {SPRING,SUMMER;
}

然后我们使用反编译，看看这段代码到底是怎么实现的，反编译后代码如下：


public final class t extends Enum
{public static t[] values(){return (t[])$VALUES.clone();}public static t valueOf(String name){return (t)Enum.valueOf(com/chiyi/test/t, name);}private t(String s, int i){super(s, i);}public static final t SPRING;public static final t SUMMER;private static final t $VALUES[];static {SPRING = new t("SPRING", 0);SUMMER = new t("SUMMER", 1);$VALUES = (new t[] {SPRING, SUMMER});}
}

通过反编译代码我们可以看到，public final class t extends Enum，说明，该类是继承了 Enum类的，同时 final关键字告诉我们，这个类也是不能被继承的。当我们使用 enum 来定义一个枚举类型的时候，编译器会自动帮我们创建一个 final类型的类继承 Enum类，所以枚举类型不能被继承。

糖块五、条件编译

一般情况下，程序中的每一行代码都要参加编译。但有时候出于对程序代码优化的考虑，希望只对其中一部分内容进行编译，此时就需要在程序中加上条件，让编译器只对满足条件的代码进行编译，将不满足条件的代码舍弃，这就是条件编译。

如在 C 或 CPP 中，可以通过预处理语句来实现条件编译。其实在 Java 中也可实现条件编译。我们先来看一段代码：

    public static void main(String[] args) {final  boolean DEBUG=true;if (DEBUG){System.out.println("Hello,DEBUG!");}final boolean ONLINE=false;if (ONLINE){System.out.println("Hello,ONLINE!");}}

反编译后代码如下：

    public static void main(String args[]){boolean DEBUG = true;System.out.println("Hello,DEBUG!");boolean ONLINE = false;}

首先，我们发现，在反编译后的代码中没有 System.out.println("Hello,ONLINE!");，这其实就是条件编译。当 if (ONLINE)为 false 的时候。编译器就没有对其内的代码进行编译。

所以，Java 语法的条件编译，是通过判断条件为常量的 if 语句实现的。其原理也是 Java 语言的语法糖。根据 if 判断条件的真假，编译器直接把分支为 false 的代码块消除。通过该方式实现的条件编译，必须在方法体内实现，而无法在整个 Java 类的结构或类的属性上进行条件编译，这与 C/C++ 的条件编译相比，确实更有局限性。在 Java 语言设计之初并没有引入条件编译的功能。虽有局限，但是总比没有更强、

糖块六、断言

在 Java 中， assert关键字是从 JAVA SE 1.4 引入的，为了避免和老版本的 Java 代码中使用了 assert 关键字导致错误， Java 执行的时候默认是不启动断言检查的（这个时候，所有的断言语句都将忽略！），如果要开启断言检查，则需要用开关 -enableassertions或 -ea来开启。

看一段包含断言的代码：

    public static void main(String[] args) {int a = 1;int b = 1;assert a == b;System.out.println("公众号：Tango");assert a != b : "Tango";System.out.println("百度：https://www.baidu.com");}

反编译后代码如下：

  public static void main(String args[]){int a = 1;int b = 1;if(!$assertionsDisabled && a != b)throw new AssertionError();System.out.println("\u516C\u4F17\u53F7\uFF1ATango");if(!$assertionsDisabled && a == b){throw new AssertionError("Tango");} else{System.out.println("\u767E\u5EA6\uFF1Ahttps://www.baidu.com");return;}}

很明显，反编译之后的代码要比我们自己的代码复杂得多。所以，使用了 assert 这个语法糖我们节省了很多代码。其实断言的底层实现就是 if 语句，如果断言结果为 true，则什么都不做，程序继续执行，如果断言结果为 false，则程序抛出 AssertError 来打断程序的执行。-enableassertions 会设置 $assertionsDisabled 字段的值。

糖块七、数值字面量

在 java 7 中，数值字面量，不管是整数还是浮点数，都允许在数字之间插入任意多个下划线。这些下划线不会对字面量的数值产生影响，目的就是方便阅读。

比如：

    public static void main(String[] args) {int i=10_000;System.out.println(i);}

反编译后：

    public static void main(String args[]){int i = 10000;System.out.println(i);}

反编译后就是把 _ 删除了。也就是说 编译器并不认识在数字字面量的 _，需要在编译阶段把他去掉。

糖块八、for-each

增强 for 循环（for-each）相信大家都不陌生，日常开发经常会用到的，它会比 for 循环要少写很多代码，那么这个语法糖背后是如何实现的呢？

    public static void main(String[] args) {String [] strs={"南京","合肥","深圳","北京"};for (String s:strs){System.out.println(s);}List<String> strings= ImmutableList.of("南京","合肥","深圳","北京") ;for (String s:strings){System.out.println(s);}}

反编译后代码如下：

    public static void main(String args[]){String strs[] = {"\u5357\u4EAC", "\u5408\u80A5", "\u6DF1\u5733", "\u5317\u4EAC"};String args1[] = strs;int i = args1.length;for(int j = 0; j < i; j++){String s = args1[j];System.out.println(s);}List strings = ImmutableList.of("\u5357\u4EAC", "\u5408\u80A5", "\u6DF1\u5733", "\u5317\u4EAC");String s;for(Iterator iterator = strings.iterator(); iterator.hasNext(); System.out.println(s))s = (String)iterator.next();}

代码很简单，for-each 的实现原理其实就是使用了普通的 for 循环和迭代器。

糖块九、try-with-resource

Java 里，对于文件操作 IO 流、数据库连接等开销非常昂贵的资源，用完之后必须及时 close 方法将其关闭，否则资源会一直处于打开状态，可能会导致内存泄漏等问题。

关闭资源的常用方式就是在 finally 块里是释放，即调用 close方法。比如经常会写这样的代码：

 public static void main(String[] args) {BufferedReader br = null;try {String line;br = new BufferedReader(new FileReader("D:\\youth\\java\\javacode\\base\\src\\main\\resources\\application.properties"));while ((line = br.readLine()) != null) {System.out.println(line);}} catch (IOException e) {} finally {try {if (br != null) {br.close();}} catch (IOException ex) {//handle exception}}}

在 Java 7 开始，jdk 提供了一种更好的方式关闭资源，使用 try-with-resources语句，改写一下上面的代码，效果如下：

    public static void main(String[] args) {try (  BufferedReader br =new BufferedReader(new FileReader("D:\\tango.xml"))){String line;while ((line = br.readLine()) != null) {System.out.println(line);}} catch (IOException e) {//handle exception}}

看，这简直是一大福音啊，虽然我之前一般使用 IOUtils去关闭流，并不会使用在 finally中写很多代码的方式，但是这种新的语法糖看上去好像优雅很多呢。看下他的背后：

  public static void main(String args[]){BufferedReader br;Throwable throwable;br = new BufferedReader(new FileReader("D:\\tango.xml"));throwable = null;String line;try{while((line = br.readLine()) != null) System.out.println(line);}catch(Throwable throwable2){throwable = throwable2;throw throwable2;}if(br != null)if(throwable != null)try{br.close();}catch(Throwable throwable1){throwable.addSuppressed(throwable1);}elsebr.close();break MISSING_BLOCK_LABEL_113;Exception exception;exception;if(br != null)if(throwable != null)try{br.close();}catch(Throwable throwable3){throwable.addSuppressed(throwable3);}elsebr.close();throw exception;IOException ioexception;ioexception;}

其实背后的原理也很简单，那些我们没有做的关闭资源的操作，编译器都帮我们做了。所以，再次印证了，语法糖的作用就是方便程序员的作用，但最终还是要转成编译器认识的语言。

可能遇到的坑

泛型

一、当泛型遇到重载

比如：

    public static void print(List<String> list){System.out.println("invoke print(List<String> list)");}public static void print(List<Integer> list){System.out.println("invoke print(List<String> list)");}

上面这段代码，有两个重载的函数，因为他们的参数类型不同，一个是 List<String>，另一个是 List<Integer>，但是，这段代码是编译通不过的。因为我们前面讲过，参数 List 和 List 编译之后都被擦除了，变成了一样的原生类型 List，擦除动作导致这两个方法的特征签名变得一模一样。

二、当泛型遇到 catch 泛型的类型参数不能用在 Java 异常处理的 catch 语句中。因为异常处理是由 JVM 在运行时刻来进行的。由于类型信息被擦除，JVM 是无法区分两个异常类型 MyException<String>和 MyException<Integer>的。

三、当泛型内含静态变量

    public static void main(String[] args) {GT<Integer> gti=new GT<Integer>();gti.var=1;GT<String> gts=new GT<String>();gts.var=2;System.out.println(gti.var);}static class GT<T>{public static int var=0;public void nothing(T x){}}

以上代码输出结果为：2！由于经过类型擦除，所有的泛型类实例都关联到同一份字节码上，泛型类的所有静态变量是共享的。

自动装箱与拆箱

对象相等比较

    public static void main(String[] args) {Integer a = 1000;Integer b = 1000;Integer c = 100;Integer d = 100;System.out.println("a == b is " + (a == b));System.out.println("c == d is " + (c == d));}

输出结果：