编译器处理--语法糖

java中类加载的完整流程大概包括

编译器处理-->字节码文件-->类加载阶段-->运行期优化

第一部分 编译器处理 主要涉及到一些java语言中的语法糖，本文列出了大部分语法糖优化及其底层转换原理，同时这部分涉及到面试时两个常见考点

1. 泛型擦除
2. lambda表达式和匿名内部类的原理

语法糖

java编译器把 *.java 源码编译为 *.class 字节码的过程中，自动生成和转换的一些代码，主要是为了减轻程序员的负担

生成默认无参构造方法

其实是调用父类的构造方法

自动拆/装箱

Integer.valueOf(1);//装箱

integer.intValue();//拆箱

泛型集合

泛型是在 JDK 5 开始加入的特性，但 java 在编译泛型代码后会执行 泛型擦除 的动作，即泛型信息在编译为字节码之后就丢失了，实际的类型都当做了 Object 类型来处理：

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

所以在取值时，编译器真正生成的字节码中，还要额外做一个类型转换的操作：

// 需要将 Object 转为 Integer
Integer x = (Integer)list.get(0);

如果前面的 x 变量类型修改为 int 基本类型那么最终生成的字节码是：

// 需要将 Object 转为 Integer，并执行拆箱操作
int x = ((Integer)list.get(0)).intValue();

foreach循环

• 对数组:底层是fori循环
• 对实现了Iterable接口的集合:迭代器循环

switch字符串

转为switch比较hash码+equals

switch枚举类

通过jvm层面生成一个内部类用一个int数组来存储枚举类的序号及其对应的整数值，数组大小即为枚举值的个数

switch通过枚举类序号和对应整数值作比较

枚举类

生成一个final修饰，继承Enum接口的class类

匿名内部类

会为接口创建一个新的类，类中重写目标方法，然后外部调用时等于new一个新的类对象，然后调用目标方法

注:

如果目标方法是有参数的，那么创建class类时会将参数作为成员变量，并通过有参构造来赋值

这也是为什么匿名内部类的方法参数需要final修饰，因为新创建class内的成员变量只有在初始化时能赋予值，然后则无法修改，因此需要外部变量被final修饰来确保不变性

lambda表达式与匿名内部类

1. lambda表达式通过编译时生成一个实现了函数式接口的匿名类

   具体详细实现:

   首次执行 Lambda 时：

   1. JVM 通过 invokedynamic 触发 LambdaMetafactory。
   2. 动态生成一个类实现目标接口，覆盖其唯一抽象方法。
   3. 该方法内部调用编译时生成的静态方法（即 Lambda 体）。
   4. 后续调用直接使用已生成的类，无需重复创建。

2. 函数式接口

   @FunctionalInterface 注解

   • 确保唯一抽象方法：被 @FunctionalInterface 注解的接口必须有且仅有一个抽象方法（允许有默认方法、静态方法或覆盖 Object 类的方法，如 toString()）。
   • 防御性编程：防止接口被意外修改，破坏已有的 Lambda 实现，如果接口不满足条件（如没有抽象方法或多个抽象方法），编译器会报错。

3. 和匿名内部类的区别:

   函数式接口

   • 匿名内部类：可以继承类或实现任意接口，不限于函数式接口。
   • Lambda 表达式：必须实现一个函数式接口，即只有一个抽象方法的接口。

   编译时行为

   • 匿名内部类：在编译时会创建一个完整的类文件，每个匿名内部类都是一个独立的类。
   • Lambda 表达式：在编译时会被转换为一个实现了函数式接口的匿名类的实例，这个匿名类通常不会生成单独的类文件。