java里面的语法糖(糖衣语法)

语法糖是一种用来方便程序员代码开发的手段，简化程序开发，但是不会提供实质性的功能改造，但可以提高开发效率或者语法的严谨性或者减少编码出错的机会。
总而言之，语法糖可以看作是编译器实现的一种小把戏。

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的源文件编译为后缀名为.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。

Java 中最常用的语法糖主要有泛型、变长参数、条件编译、自动拆装箱、内部类等

1.泛型和类型擦除
泛型的本质是参数化类型，也就是操作的数据类型本身也是一个参数。这种参数类型可以用在类，接口，方法中，分别叫泛型类，泛型接口，泛型方法。

但是java的泛型是一个语法糖，并非是真实泛型，只在源码中存在，List和List 在编译之后，就是List 并在相应的地方加上了类型转换代码。这种实现方式叫类型擦除，也叫伪泛型。
但是在 C#里面的是真实泛型，List和List就是两个不同的类型。
在java里面，如果同一个类的两个方法名称相同，参数分别为List和List，是无法重载的，泛型擦除之后都是 List ，重载需要方法签名不同。

但是，擦除法所谓的擦除，仅仅是对方法的code属性中的字节码进行擦除，实际上元数据中还是保留了泛型信息，这也是我们能通过反射手段获取参数化类型的根本依据。

泛型

实际上

2.自动装箱和遍历循环

实际上

自动装箱用了Integer.valueOf
for循环用了迭代器

3.变长参数实际上是数组

除了泛型，for，可变长参数等语法糖之外
还有内部类，枚举，断言，对枚举和字符串对switch支持，try语句中定义和关闭资源等。

内部类是生成了外部类类名$内部类类名的的类

枚举

实际上是继承自称Enum的final类

switch 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switch开始支持String。

在开始coding之前先科普下，Java中的swith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(ackii码是整型)以及int。

那么接下来看下switch对String得支持，有以下代码

反编译后内容如下：

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，因为哈希可能会发生碰撞。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，也就是字符串的switch是通过equals()和hashCode()方法来实现的，先比较hashcode 再用equals进行验证，因为hashcode可能会冲突

泛型

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，并且将该泛型类型的实例都映射到这个唯一的字节码表示上。将多种泛型类形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。

虚拟机中没有泛型，只有普通类和普通方法，所有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.class或是List.class，而只有List.class。

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 boolean 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 = 10;Integer n = i;
}

反编译后代码如下:

public static void main(String args[])
{int i = 10;Integer n = Integer.valueOf(i);
}

再来看个自动拆箱的代码：

public static void main(String[] args) {Integer i = 10;int n = i;
}

反编译之后

public static void main(String args[])
{Integer i = Integer.valueOf(10);int n = i.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(int)方法。而在拆箱的时候自动调用的是Integer的intValue方法。
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。

方法变长参数

可变参数(variable arguments)是在Java 1.5中引入的一个特性。它允许一个方法把任意数量的值作为参数。

可变参数在被使用的时候，他首先会创建一个数组，数组的长度就是调用该方法是传递的实参的个数，然后再把参数值全部放到这个数组当中，然后再把这个数组作为参数传递到被调用的方法中。

枚举
Java SE5提供了一种新的类型-Java的枚举类型，关键字enum可以将一组具名的值的有限集合创建为一种新的类型，而这些具名的值可以作为常规的程序组件使用，这是一种非常有用的功能

public enum t {SPRING,SUMMER;
}

反编译之后

public final class T extends Enum
{private T(String s, int i){super(s, i);}public static T[] values(){T at[];int i;T at1[];System.arraycopy(at = ENUM$VALUES, 0, at1 = new T[i = at.length], 0, i);return at1;}public static T valueOf(String s){return (T)Enum.valueOf(demo/T, s);}public static final T SPRING;public static final T SUMMER;private static final T ENUM$VALUES[];static{SPRING = new T("SPRING", 0);SUMMER = new T("SUMMER", 1);ENUM$VALUES = (new T[] {SPRING, SUMMER});}
}

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enmu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。

内部类
内部类又称为嵌套类，可以把内部类理解为外部类的一个普通成员。

内部类之所以也是语法糖，是因为它仅仅是一个编译时的概念。

outer.java里面定义了一个内部类inner，一旦编译成功，就会生成两个完全不同的.class文件了，分别是outer.class和outer$inner.class。所以内部类的名字完全可以和它的外部类名字相同。

public class OutterClass {private String userName;public String getUserName() {return userName;}public void setUserName(String userName) {this.userName = userName;}public static void main(String[] args) {}class InnerClass{private String name;public String getName() {return name;}public void setName(String name) {this.name = name;}}
}

以上代码编译后会生成两个class文件：OutterClass$InnerClass.class 、OutterClass.class 。

条件编译

—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 class ConditionalCompilation {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 class ConditionalCompilation
{public ConditionalCompilation(){}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。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，而无法在正整个Java类的结构或者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。

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在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。

反编译之后

其实断言的底层实现就是if语言，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。

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。

比如说

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

反编译之后

public class Test
{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中的_，需要在编译阶段把他去掉。

for-each
增强for循环for-each

反编译之后

 for(Iterator iterator = strList.iterator(); iterator.hasNext(); System.out.println(s))s = (String)iterator.next();

for-each的实现原理其实就是使用了普通的for循环和迭代器

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，用完之后必须及时通过close方法将其关闭，否则资源会一直处于打开状态，可能会导致内存泄露等问题。
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，我们经常会写这样的代码：

 BufferedReader br=null;try {br = new BufferedReader(new FileReader("d:\\ test.xml"));} catch (Exception ex) {} finally {br.close();}

在finally进行关闭流

但是如果用try-resource

 try (BufferedReader br = new BufferedReader(new FileReader("d:\\ test.xml"))) {} catch (Exception e) {}

反编译之后会发现其实那些我们没有做的关闭资源的操作，编译器都帮我们做了。

if(throwable != null)try{br.close();}catch(Throwable throwable1){throwable.addSuppressed(throwable1);}elsebr.close();

Lambda表达式

Labmda表达式不是匿名内部类的语法糖，但是他也是一个语法糖。实现方式其实是依赖了几个JVM底层提供的lambda相关api。

为啥说他并不是内部类的语法糖呢，前面讲内部类我们说过，内部类在编译之后会有两个class文件，但是，包含lambda表达式的类编译后只有一个文件。

 strList.forEach( s -> { System.out.println(s); } );

反编译之后

strList.forEach((Consumer<String>)LambdaMetafactory.metafactory(null, null, null, (Ljava/lang/Object;)V, lambda$main$0(java.lang.String ), (Ljava/lang/String;)V)());
}private static /* synthetic */ void lambda$main$0(String s) {System.out.println(s);
}

在forEach方法中，其实是调用了java.lang.invoke.LambdaMetafactory#metafactory方法，该方法的第四个参数implMethod指定了方法实现。可以看到这里其实是调用了一个lambda$main$0方法进行了输出。

所以，lambda表达式的实现其实是依赖了一些底层的api，在编译阶段，编译器会把lambda表达式进行解糖，转换成调用内部api的方式。

需要注意的问题：

泛型——当泛型遇到重载

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

有两个重载的函数，因为他们的参数类型不同，一个是List另一个是List，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。

泛型——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和MyException的

泛型——当泛型内包含静态变量

ublic class StaticTest{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);}
}
class GT<T>{public static int var=0;public void nothing(T x){}
}

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

a == b is false
c == d is true

在Java 5中，在Integer的操作上引入了一个新功能来节省内存和提高性能。整型对象通过使用相同的对象引用实现了缓存和重用

适用于整数值区间-128 至 +127。
只适用于自动装箱。使用构造函数创建对象不适用。

增强for循环

for (Student stu : students) {    if (stu.getId() == 2)     students.remove(stu);
}

Iterator是工作在一个独立的线程中，并且拥有一个 mutex 锁。 Iterator被创建之后会建立一个指向原来对象的单链索引表，当原来的对象数量发生变化时，这个索引表的内容不会同步改变，所以当索引指针往后移动的时候就找不到要迭代的对象，所以按照 fail-fast 原则 Iterator 会马上抛出java.util.ConcurrentModificationException异常

所以 Iterator 在工作的时候是不允许被迭代的对象被改变的。但你可以使用 Iterator 本身的方法remove()来删除对象，Iterator.remove() 方法会在删除当前迭代对象的同时维护索引的一致性。

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