編譯器處理--語法糖

java中類加載的完整流程大概包括

編譯器處理-->字節(jié)碼文件-->類加載階段-->運行期優(yōu)化

第一部分編譯器處理主要涉及到一些java語言中的語法糖，本文列出了大部分語法糖優(yōu)化及其底層轉(zhuǎn)換原理，同時這部分涉及到面試時兩個常見考點

泛型擦除
lambda表達(dá)式和匿名內(nèi)部類的原理

語法糖

java編譯器把 *.java 源碼編譯為 *.class 字節(jié)碼的過程中，自動生成和轉(zhuǎn)換的一些代碼，主要是為了減輕程序員的負(fù)擔(dān)

生成默認(rèn)無參構(gòu)造方法

其實是調(diào)用父類的構(gòu)造方法

自動拆/裝箱

Integer.valueOf(1);//裝箱

integer.intValue();//拆箱

泛型集合

泛型是在 JDK 5 開始加入的特性，但 java 在編譯泛型代碼后會執(zhí)行 泛型擦除 的動作，即泛型信息在編譯為字節(jié)碼之后就丟失了，實際的類型都當(dāng)做了 Object 類型來處理：

public class Candy3 {
    public static void main(String[] args) {
        List<Integer> list = new ArrayList<>();
        list.add(10); // 實際調(diào)用的是 List.add(Object e)
        Integer x = list.get(0); // 實際調(diào)用的是 Object obj = List.get(int index);
    }
}

所以在取值時，編譯器真正生成的字節(jié)碼中，還要額外做一個類型轉(zhuǎn)換的操作：

// 需要將 Object 轉(zhuǎn)為 Integer
Integer x = (Integer)list.get(0);

如果前面的 x 變量類型修改為 int 基本類型那么最終生成的字節(jié)碼是：

// 需要將 Object 轉(zhuǎn)為 Integer，并執(zhí)行拆箱操作
int x = ((Integer)list.get(0)).intValue();

foreach循環(huán)

對數(shù)組:底層是fori循環(huán)
對實現(xiàn)了Iterable接口的集合:迭代器循環(huán)

switch字符串

轉(zhuǎn)為switch比較hash碼+equals

switch枚舉類

通過jvm層面生成一個內(nèi)部類用一個int數(shù)組來存儲枚舉類的序號及其對應(yīng)的整數(shù)值，數(shù)組大小即為枚舉值的個數(shù)

switch通過枚舉類序號和對應(yīng)整數(shù)值作比較

枚舉類

生成一個final修飾，繼承Enum接口的class類

匿名內(nèi)部類

會為接口創(chuàng)建一個新的類，類中重寫目標(biāo)方法，然后外部調(diào)用時等于new一個新的類對象，然后調(diào)用目標(biāo)方法

注:

如果目標(biāo)方法是有參數(shù)的，那么創(chuàng)建class類時會將參數(shù)作為成員變量，并通過有參構(gòu)造來賦值

這也是為什么匿名內(nèi)部類的方法參數(shù)需要final修飾，因為新創(chuàng)建class內(nèi)的成員變量只有在初始化時能賦予值，然后則無法修改，因此需要外部變量被final修飾來確保不變性

lambda表達(dá)式與匿名內(nèi)部類

lambda表達(dá)式通過編譯時生成一個實現(xiàn)了函數(shù)式接口的匿名類
具體詳細(xì)實現(xiàn):

首次執(zhí)行 Lambda 時：
1. JVM 通過 invokedynamic 觸發(fā) LambdaMetafactory。
2. 動態(tài)生成一個類實現(xiàn)目標(biāo)接口，覆蓋其唯一抽象方法。
3. 該方法內(nèi)部調(diào)用編譯時生成的靜態(tài)方法（即 Lambda 體）。
4. 后續(xù)調(diào)用直接使用已生成的類，無需重復(fù)創(chuàng)建。
函數(shù)式接口

@FunctionalInterface 注解
- 確保唯一抽象方法：被 @FunctionalInterface 注解的接口必須有且僅有一個抽象方法（允許有默認(rèn)方法、靜態(tài)方法或覆蓋 Object 類的方法，如 toString()）。
- 防御性編程：防止接口被意外修改，破壞已有的 Lambda 實現(xiàn)，如果接口不滿足條件（如沒有抽象方法或多個抽象方法），編譯器會報錯。
和匿名內(nèi)部類的區(qū)別:

函數(shù)式接口
- 匿名內(nèi)部類：可以繼承類或?qū)崿F(xiàn)任意接口，不限于函數(shù)式接口。
- Lambda 表達(dá)式：必須實現(xiàn)一個函數(shù)式接口，即只有一個抽象方法的接口。
編譯時行為
- 匿名內(nèi)部類：在編譯時會創(chuàng)建一個完整的類文件，每個匿名內(nèi)部類都是一個獨立的類。
- Lambda 表達(dá)式：在編譯時會被轉(zhuǎn)換為一個實現(xiàn)了函數(shù)式接口的匿名類的實例，這個匿名類通常不會生成單獨的類文件。