java foreach实现原理

java.util.List实现了java.lang.Iterable接口.

jdk api文档中是这样描述Iterable接口的：实现这个接口允许对象成为 "foreach" 语句的目标。不过咋一看Iterable接口并没啥特别之处，只是定义了一个迭代器而已。

public interface Iterable<T> {  
    /** 
     * Returns an iterator over a set of elements of type T. 
     *  
     * @return an Iterator. 
     */  
    Iterator<T> iterator();  
}

究竟是如何实现foreach的呢，想想可能是编译器做了优化，就看了下最终编译成的字节码：

public class Iterable_eros {  
    List<String> strings;  
    public void display(){  
        for(String s : strings){  
            System.out.println(s);  
        }  
    }      
}

相应的字节码为：

public void display (){  
line0    : aload_0    
           getfield  java.util.List my.lang.Iterable_eros.strings  
           invokeinterface  java.util.Iterator java.util.List.iterator() 1  
           astore_2    
           goto  line30  
line13   : aload_2    
           invokeinterface  java.lang.Object java.util.Iterator.next() 1  
           checkcast  java.lang.String  
           astore_1    
line23   : getstatic  java.io.PrintStream java.lang.System.out  
           aload_1    
line27   : invokevirtual  void java.io.PrintStream.println(java.lang.String)  
line30   : aload_2    
           invokeinterface  boolean java.util.Iterator.hasNext() 1  
           ifne  line13  
line39   : return

果然没猜错哈！可以看到，foreach语法最终被编译器转为了对Iterator.hasNext()和对Iterator.next()的调用。而作为使用者的我们， jdk并没用向我们暴露这些细节，我们甚至不需要知道Iterator的存在，认识到jdk的强大之处了吧。

为了证实自己的想法，又用Iterator写了个遍历List的方法查看了字节码，果然跟foreach的形式基本一样，当然这是后话~

public void display(){  
    for(String s : strings){  
        System.out.println(s);  
    }  
          
    Iterator<String> iterator = strings.iterator();  
    while(iterator.hasNext()){  
        String s = iterator.next();  
        System.out.println(s);  
    }  
}

用相应的字节码如下：

public void display (){  
line0    : aload_0    
           getfield  java.util.List my.lang.Iterable_eros.strings  
           invokeinterface  java.util.Iterator java.util.List.iterator() 1  
           astore_2    
           goto  line30  
line13   : aload_2    
           invokeinterface  java.lang.Object java.util.Iterator.next() 1  
           checkcast  java.lang.String  
           astore_1    
line23   : getstatic  java.io.PrintStream java.lang.System.out  
           aload_1    
line27   : invokevirtual  void java.io.PrintStream.println(java.lang.String)  
line30   : aload_2    
           invokeinterface  boolean java.util.Iterator.hasNext() 1  
           ifne  line13  
           aload_0    
           getfield  java.util.List my.lang.Iterable_eros.strings  
           invokeinterface  java.util.Iterator java.util.List.iterator() 1  
           astore_1    
line49   : goto  line69  
line52   : aload_1    
           invokeinterface  java.lang.Object java.util.Iterator.next() 1  
           checkcast  java.lang.String  
           astore_2    
line62   : getstatic  java.io.PrintStream java.lang.System.out  
           aload_2    
line66   : invokevirtual  void java.io.PrintStream.println(java.lang.String)  
line69   : aload_1    
           invokeinterface  boolean java.util.Iterator.hasNext() 1  
           ifne  line52  
line78   : return

这边还发现一个比较有趣的现象：在取Iterator.next()之后并在把该值load进内容栈之前，编译器调用了checkcast  java.lang.String方法来进行类型安全检查，jdk应该是采用这个来检测并抛出ClassCastException的。