chap8 动态语言支持

动态语言就是类型检查发生在运行阶段而不是编译期。

1.jdk1.7与动态类型


jdk1.7新加入了java.lang.invoke包和invokedynamic指令,来支持动态确定目标方法。

1.1java.lang.invoke包

java.lang.invoke包的主要目的是在之前单纯依靠符号引用来确定调用的目标方法外,提供一种新的动态确定目标方法的机制,称为MethodHandle。

import java.lang.invoke.MethodHandle;

import java.lang.invoke.MethodHandles;

import java.lang.invoke.MethodType;

/**

* Created by ASUS on 2021/5/15.

* MethodHandle的基本用途

* 无论是临时定义的ClassA还是System.out类,都可以正确的调用到pringln方法

*/

public class MethodHandleTest {

static class ClassA{

public void pintln(String s){

System.out.println(s);

        }

}

/**

    * 其实模拟了invokevirtual指令的执行过程,不过它的分派逻辑不是固化在Class文件的字节码上,

    * 而是通过具体方法实现。

    * @param receiver

    * @return

    * @throws Throwable

*/

    private static MethodHandlegetPrintlnMH(Object receiver)throws Throwable{

/**

        * MethodType:方法类型,包含了方法的返回值类型(methodType()函数的第一个参数)

        * 和参数类型(methodType()函数的第二个及以后的参数)

        */

        MethodType mt=MethodType.methodType(void.class,String.class);

        /**

        * lookup()方法的作用是,在指定类中查找符合方法名、方法类型、和调用权限的方法句柄

        * 因为这里调用的是一个虚方法,按照java语言规则,方法的第一个参数是隐式的,代表方法的接收者,

        * 也就是this指向的对象,这个参数以前是放在参数列表中进行传递的,而现在提供了bindTo()方法来

        * 完成这件事。

        */

        return MethodHandles.lookup().findVirtual(receiver.getClass(),"println",mt)

.bindTo(receiver);

    }

public static void main(String[] args)throws Throwable {

Object obj=System.currentTimeMillis()%2==0?System.out:new ClassA();

        getPrintlnMH(obj).invokeExact("icyfenix");

    }

}

MethodHandle对象可以视为最终调用方法的一个“引用”。

Reflection也可以实现动态调用。区别是:

1).reflection和methodhandle机制都是在模拟方法调用,但是reflection是模拟java代码层次的方法调用,而methodhandle是模拟字节码层次的方法调用。如:lookup()的3个方法——findstatic、findvirtual、findSpecial()是为了对应于invokestatic、invokevirtual和invokeinterface、invokespecial这几条字节码指令的执行权限校验行为,而这些底层细节reflection不需要关心。

2).reflection中的java.lang.reflect.Method对象比MethodHandle机制中的java.lang.invoke.MethodHandle对象包含的信息多。前者包含方法在java一端的全面映像,后者仅包含与执行方法相关的信息。即,reflection是重量级的,而methodhandle是轻量级的。

3).methodhandle更加灵活。由于是对自己吗的方法调用指令进行的模拟,因此虚拟机上作出的优化在methodhandle上也应该可以按照思路支持,而反射则不行。

4)反射的设计目标只是为了java语言服务的,而methodhandle则设计成可服务于所有java虚拟机之上的语言。

2.invokedynamic指令

invokedynamic指令是从字节码上(methodhandle是通过java代码和Api来实现)解决原有的4条invoke*指令方法分派规则固化在虚拟机之中的问题,把如何查找目标方法的决定权从虚拟机转嫁到具体用户代码中。

每个含有invokedynamic指令的位置都称作“动态调用点”(Dynamic Call Site)。这条指令的第一个参数不再是CONSTANT_Mehtodref_info常量,而是jdk1.7中新加入的CONSTANT_InvokeDynamic_info常量,从该常量中可得到3向信息:引导方法(bootstrapmethod)、方法类型(Method Type)和名称。通过这些信息,可以实现对目标方法的调用。

ps.《深入理解java虚拟机第二版》p.268关于GrandFather例子的运行结果是:i am father,这是由于invokespecial只能调用其参数psecialCaller的最近父类。而Son的直接父类是Father。

可以通过普通的方法调用.

import java.lang.invoke.MethodHandle;

import java.lang.invoke.MethodHandles;

import java.lang.invoke.MethodType;

/**

* Created by ASUS on 2021/5/15.

*/

public class MethodHandleTest2 {

class GrandFather{

void thinking(){

System.out.println("i am grandfather");

        }

}

class Fatherextends GrandFather{

@Override

        void thinking() {

System.out.println("i am father");

        }

}

class Sonextends Father{

@Override

        void thinking() {

//实现调用祖父类的thinking方法(不可修改其他地方的代码)

            try{

MethodType mt=MethodType.methodType(void.class);

                MethodHandle mh= MethodHandles.lookup().findVirtual(GrandFather.class,"thinking",mt).bindTo(new GrandFather());

                mh.invokeExact();

            }catch (Throwable e){

}

}

}

public static void main(String[] args) {

(new MethodHandleTest2().new Son()).thinking();

    }

}

import java.lang.invoke.MethodHandle;

import java.lang.invoke.MethodHandles;

import java.lang.invoke.MethodType;

/**

* Created by ASUS on 2021/5/15.

*/

public class MethodHandleTest2 {

class GrandFather{

void thinking(){

System.out.println("i am grandfather");

        }

}

class Fatherextends GrandFather{

@Override

        void thinking() {

System.out.println("i am father");

        }

}

class Sonextends Father{

@Override

        void thinking() {

//实现调用祖父类的thinking方法(不可修改其他地方的代码)

            try{

MethodType mt=MethodType.methodType(void.class);

                MethodHandle mh= MethodHandles.lookup().findVirtual(GrandFather.class,"thinking",mt).bindTo(new GrandFather());

                mh.invokeExact();

            }catch (Throwable e){

}

}

}

public static void main(String[] args) {

(new MethodHandleTest2().new Son()).thinking();

    }

}

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