摘要：本文已收錄修煉內(nèi)功躍遷之路初次接觸的時(shí)候感覺表達(dá)式很神奇表達(dá)式帶來的編程新思路，但又總感覺它就是匿名類或者內(nèi)部類的語法糖而已，只是語法上更為簡(jiǎn)潔罷了，如同以下的代碼匿名類內(nèi)部類編譯后會(huì)產(chǎn)生三個(gè)文件雖然從使用效果來看，與匿名類或者內(nèi)部類有相

本文已收錄【修煉內(nèi)功】躍遷之路

初次接觸Java8的時(shí)候感覺Lambda表達(dá)式很神奇(Lambda表達(dá)式帶來的編程新思路)，但又總感覺它就是匿名類或者內(nèi)部類的語法糖而已，只是語法上更為簡(jiǎn)潔罷了，如同以下的代碼

public class Lambda {
    private static void hello(String name, Consumer printer) {
        printer.accept(name);
    }

    public static void main(String[] args) {
        hello("lambda", (name) -> System.out.println("Hello " + name));
        hello("匿名類", new Consumer () {
            @Override
            public void accept(String name) {
                System.out.println("Hello " + name);
            }
        });
        hello("內(nèi)部類", new SupplierImpl());
    }

    static class SupplierImpl implements Consumer {
        @Override
        public void accept(String name) {
            System.out.println("Hello " + name);
        }
    }
}

編譯后會(huì)產(chǎn)生三個(gè)文件

雖然從使用效果來看，Lambda與匿名類或者內(nèi)部類有相似之處(當(dāng)然也有很大不同，如this指針等 Lambda表達(dá)式里的"陷阱")，但從編譯結(jié)果來看，并不能簡(jiǎn)單地將Lambda與匿名類/內(nèi)部類劃等號(hào)

簡(jiǎn)單查看Lambda字節(jié)碼javap -p Lambda

Java編譯器自動(dòng)幫我們生成了方法lambda$main$0，我們有理由相信，Lambda表達(dá)式內(nèi)的邏輯就封裝在此函數(shù)內(nèi)

生成的方法lambda$main$0又是如何被調(diào)用的呢？

Lambda的調(diào)用使用了invokedynamic指令，虛擬機(jī)視角的方法調(diào)用一文中已經(jīng)詳細(xì)介紹了invokedynamic，但這里還是看不出invokedynamic指令與lambda$main$0方法之間到底是如何關(guān)聯(lián)起來的，invokedynamic指令的啟動(dòng)函數(shù)(BootstrapMethod)與調(diào)用點(diǎn)(CallSite)又在哪里？

其實(shí)仔細(xì)查看字節(jié)碼的話可以發(fā)下，編譯器還會(huì)額外生成一個(gè)內(nèi)部類

仔細(xì)查看內(nèi)部類的邏輯，是不是像極了虛擬機(jī)視角的方法調(diào)用一文中所提invokedynamic的運(yùn)行過程

在第一次執(zhí)行invokedynamic時(shí)，JVM虛擬機(jī)會(huì)調(diào)用該指令所對(duì)應(yīng)的啟動(dòng)方法(BootstrapMethod)來生成調(diào)用點(diǎn)
啟動(dòng)方法(BootstrapMethod)由方法句柄來指定(MH_BootstrapMethod)
啟動(dòng)方法接受三個(gè)固定的參數(shù)，分別為 Lookup實(shí)例、指代目標(biāo)方法名的字符串及該調(diào)用點(diǎn)能夠鏈接的方法句柄類型
將調(diào)用點(diǎn)綁定至該invokedynamic指令中，之后的運(yùn)行中虛擬機(jī)會(huì)直接調(diào)用綁定的調(diào)用點(diǎn)所鏈接的方法句柄

為了驗(yàn)證此想法，可以執(zhí)行java -Djdk.internal.lambda.dumpProxyClasses Lambda用來導(dǎo)出內(nèi)部類

跟蹤內(nèi)部類的運(yùn)行可以發(fā)現(xiàn)，在執(zhí)行l(wèi)ambda表達(dá)式的時(shí)候會(huì)調(diào)用MethodHandleNatives.linkCallSite方法來生成并鏈接到調(diào)用點(diǎn)

// Up-calls from the JVM.
// These must NOT be public.

/**
  * The JVM is linking an invokedynamic instruction.  Create a reified call site for it.
  */
static MemberName linkCallSite(Object callerObj,
                               Object bootstrapMethodObj,
                               Object nameObj, Object typeObj,
                               Object staticArguments,
                               Object[] appendixResult) {
    MethodHandle bootstrapMethod = (MethodHandle)bootstrapMethodObj;
    Class caller = (Class)callerObj;
    String name = nameObj.toString().intern();
    MethodType type = (MethodType)typeObj;
    if (!TRACE_METHOD_LINKAGE)
        return linkCallSiteImpl(caller, bootstrapMethod, name, type,
                                staticArguments, appendixResult);
    return linkCallSiteTracing(caller, bootstrapMethod, name, type,
                               staticArguments, appendixResult);
}
static MemberName linkCallSiteImpl(Class caller,
                                   MethodHandle bootstrapMethod,
                                   String name, MethodType type,
                                   Object staticArguments,
                                   Object[] appendixResult) {
    CallSite callSite = CallSite.makeSite(bootstrapMethod,
                                          name,
                                          type,
                                          staticArguments,
                                          caller);
    if (callSite instanceof ConstantCallSite) {
        appendixResult[0] = callSite.dynamicInvoker();
        return Invokers.linkToTargetMethod(type);
    } else {
        appendixResult[0] = callSite;
        return Invokers.linkToCallSiteMethod(type);
    }
}

caller為調(diào)用lambda方法的類Lambda [Class]

bootstrapMethod為啟動(dòng)方法的句柄 [MethodHandler]

name為lambda表達(dá)式實(shí)際類型中需要執(zhí)行的方法名acccept (Consumer.accept)

type為生成的方法類型()Consumer [MethodType]

staticArguments中包含了lambda方法的方法句柄 [MethodHandler] 及方法類型 [MethodType]

CallSite.makeSite方法會(huì)生成調(diào)用點(diǎn)，最終調(diào)用如class文件中所示的LambdaMetafactory.metafactory方法

public static CallSite metafactory(MethodHandles.Lookup caller,
                                   String invokedName,
                                   MethodType invokedType,
                                   MethodType samMethodType,
                                   MethodHandle implMethod,
                                   MethodType instantiatedMethodType)
    throws LambdaConversionException {
    AbstractValidatingLambdaMetafactory mf;
    mf = new InnerClassLambdaMetafactory(caller, invokedType,
                                         invokedName, samMethodType,
                                         implMethod, instantiatedMethodType,
                                         false, EMPTY_CLASS_ARRAY, EMPTY_MT_ARRAY);
    mf.validateMetafactoryArgs();
    return mf.buildCallSite();
}

簡(jiǎn)單來講，所生成內(nèi)部類作用，是為了生成調(diào)用點(diǎn)，并鏈接到invokedynamic指令，以便動(dòng)態(tài)調(diào)用

如果一個(gè)類中，多次使用lambda表達(dá)式，會(huì)生成多少個(gè)方法，又會(huì)生成多少個(gè)內(nèi)部類？

public class Lambda {
    private static void hello(String name, Consumer printer) {
        printer.accept(name);
    }

    public static void main(String[] args) {
        hello("lambda1", (name) -> System.out.println("Hello " + name));
        hello("lambda2", (name) -> System.out.println("Hello " + name));
        new Thread(() -> {
            System.out.println("thread");
        }).start();
    }
}

上述示例中共使用了三處、兩種(Consumer、Runnable)Lambda表達(dá)式，編譯后查看class文件

對(duì)于每一個(gè)lambda表達(dá)式，都會(huì)生成一個(gè)靜態(tài)的私有方法

再查看內(nèi)部類

只會(huì)生成一個(gè)內(nèi)部類，但存在三個(gè)方法，每個(gè)方法對(duì)應(yīng)一個(gè)lambda私有方法，用以生成對(duì)應(yīng)的調(diào)用點(diǎn)綁定到相應(yīng)的invokedynamic指令上

結(jié)合以上我們可以總結(jié)出：

lambda表達(dá)式會(huì)被編譯為invokedynamic指令

每一個(gè)lambda表達(dá)式的實(shí)現(xiàn)邏輯均會(huì)被封裝為一個(gè)靜態(tài)私有方法

只要存在lambda表達(dá)式調(diào)用，便會(huì)生成一個(gè)內(nèi)部類

內(nèi)部類中每一個(gè)方法（啟動(dòng)方法 BoostrapMethod）對(duì)應(yīng)一個(gè)lambda表達(dá)式所生成的靜態(tài)私有方法，內(nèi)部類中的方法用以生成對(duì)應(yīng)的調(diào)用點(diǎn)綁定到相應(yīng)的invokedynamic指令上

這也解釋了為什么lambda中的this指針指向的是周圍的類 (定義該Lambda表達(dá)式時(shí)所處的類) (Lambda表達(dá)式里的"陷阱")

所以，lambda表達(dá)式確實(shí)是語法糖，但并不是匿名類/內(nèi)部類的語法糖