Java 语法糖详解
语法糖
语法糖（Syntactic Sugar），也称糖衣语法，是由英国计算机学家 Peter.J.Landin 发明的一个术语，指在计算机语言中添加的某种语法。
这种语法对语言的功能并没有影响，但是更方便程序员使用。简而言之，语法糖让程序更加简洁，有更高的可读性。
有意思的是，在编程领域，除了语法糖，还有语法盐和语法糖精的说法，篇幅有限这里不做扩展了。
我们所熟知的编程语言中几乎都有语法糖。作者认为，语法糖的多少是评判一个语言够不够牛逼的标准之一。
很多人说 Java 是一个 “低糖语言”，其实从 Java 7 开始 Java 语言层面上一直在添加各种糖，主要是在 “Project Coin” 项目下研发。尽管现在 Java 有人还是认为现在的 Java 是低糖，未来还会持续向着 “高糖” 的方向发展。
解语法糖
前面提到过，语法糖的存在主要是方便开发人员使用。但其实，Java 虚拟机并不支持这些语法糖，这些语法糖在编译阶段就会被还原成简单的基础语法结构，这个过程就是解语法糖。
说到编译，大家肯定都知道，Java 语言中，javac命令可以将后缀名为.java的源文件编译为后缀名为.class的可以运行于 Java 虚拟机的字节码。
如果你去看com.sun.tools.javac.main.JavaCompiler的源码，你会发现在compile()中有一个步骤就是调用desugar()，这个方法就是负责解语法糖的实现的。
Java 中最常用的语法糖主要有泛型、变长参数、条件编译、自动拆装箱、内部类等。本文主要来分析下这些语法糖背后的原理，一步一步剥去糖衣，看看其本质。
糖块一、switch 支持 String 与枚举
前面提到过，从 Java 7 开始，Java 语言中的语法糖在逐渐丰富，其中一个比较重要的就是 Java 7 中switch开始支持String。
在开始 coding 之前先科普下，Java 中的swith自身原本就支持基本类型。比如int、char等。对于int类型，直接进行数值的比较。
对于char类型则是比较其 ascii 码。所以，对于编译器来说，switch中其实只能使用整型，任何类型的比较都要转换成整型。
比如byte、short、char（ackii 码是整型）以及int。
那么接下来看下switch对String得支持，有以下代码：
public class switchDemoString { public static void main(String[] args) { String str = "world"; switch (str) { case "hello": System.out.println("hello"); break; case "world": System.out.println("world"); break; default: break; } } }
反编译（http://www.hollischuang.com/archives/58） 后内容如下：
public class switchDemoString { public switchDemoString() { } public static void main(String args[]) { String str = "world"; String s; switch((s = str).hashCode()) { default: break; case 99162322: if(s.equals("hello")) System.out.println("hello"); break; case 113318802: if(s.equals("world")) System.out.println("world"); break; } } }
看到这个代码，你知道原来字符串的 switch 是通过equals()和hashCode()方法来实现的。还好hashCode()方法返回的是int，而不是long。
仔细看下可以发现，进行switch的实际是哈希值，然后通过使用equals方法比较进行安全检查，这个检查是必要的，因为哈希可能会发生碰撞。因此它的性能是不如使用枚举进行 switch 或者使用纯整数常量，但这也不是很差。
糖块二、泛型
我们都知道，很多语言都是支持泛型的，但是很多人不知道的是，不同的编译器对于泛型的处理方式是不同的。
通常情况下，一个编译器处理泛型有两种方式：Code specialization和Code sharing。C++ 和 C#是使用Code specialization的处理机制，而 Java 使用的是Code sharing的机制。
Code sharing 方式为每个泛型类型创建唯一的字节码表示，并且将该泛型类型的实例都映射到这个唯一的字节码表示上。将多种泛型类形实例映射到唯一的字节码表示是通过类型擦除（type erasue）实现的。
也就是说，对于 Java 虚拟机来说，他根本不认识Map<String, String> map这样的语法。需要在编译阶段通过类型擦除的方式进行解语法糖。
类型擦除的主要过程如下：
将所有的泛型参数用其最左边界（最顶级的父类型）类型替换。
移除所有的类型参数。
以下代码：
Map<String, String> map = new HashMap<String, String>(); map.put("name", "hollis"); map.put("wechat", "Hollis"); map.put("blog", "www.hollischuang.com");
解语法糖之后会变成：
Map map = new HashMap(); map.put("name", "hollis"); map.put("wechat", "Hollis"); map.put("blog", "www.hollischuang.com");
以下代码：
public static <A extends Comparable<A>> A max(Collection<A> xs) { Iterator<A> xi = xs.iterator(); A w = xi.next(); while (xi.hasNext()) { A x = xi.next(); if (w.compareTo(x) < 0) w = x; } return w; }
类型擦除后会变成：
public static Comparable max(Collection xs){ Iterator xi = xs.iterator(); Comparable w = (Comparable)xi.next(); while(xi.hasNext()) { Comparable x = (Comparable)xi.next(); if(w.compareTo(x) < 0) w = x; } return w; }
虚拟机中没有泛型，只有普通类和普通方法，所有泛型类的类型参数在编译时都会被擦除，泛型类并没有自己独有的Class类对象。
比如并不存在List<String>.class或是List<Integer>.class，而只有List.class。
糖块三、自动装箱与拆箱
自动装箱就是 Java 自动将原始类型值转换成对应的对象，比如将 int 的变量转换成 Integer 对象，这个过程叫做装箱。
反之将 Integer 对象转换成 int 类型值，这个过程叫做拆箱。因为这里的装箱和拆箱是自动进行的非人为转换，所以就称作为自动装箱和拆箱。
原始类型 byte、short、char、int、long、float、double 和 boolean 对应的封装类为 Byte、Short、Character、Integer、Long、Float、Double、Boolean。
先来看个自动装箱的代码：
public static void main(String[] args) { int i = 10; Integer n = i; }
反编译后代码如下:
public static void main(String args[]) { int i = 10; Integer n = Integer.valueOf(i); }
再来看个自动拆箱的代码：
public static void main(String[] args) { Integer i = 10; int n = i; }
反编译后代码如下：
public static void main(String args[]) { Integer i = Integer.valueOf(10); int n = i.intValue(); }
从反编译得到内容可以看出，在装箱的时候自动调用的是Integer的valueOf(int)方法。而在拆箱的时候自动调用的是Integer的intValue方法。
所以，装箱过程是通过调用包装器的 valueOf 方法实现的，而拆箱过程是通过调用包装器的 xxxValue 方法实现的。
糖块四、方法变长参数
可变参数 (variable arguments) 是在 Java 1.5 中引入的一个特性，它允许一个方法把任意数量的值作为参数。
看下以下可变参数代码，其中 print 方法接收可变参数：
public static void main(String[] args) { print("Holis", " 公众号:Hollis", " 博客：www.hollischuang.com", "QQ：907607222"); } public static void print(String... strs) { for (int i = 0; i < strs.length; i++) { System.out.println(strs[i]); } }
反编译后代码：
public static void main(String args[]) { print(new String[] { "Holis", "\u516C\u4F17\u53F7:Hollis", "\u535A\u5BA2\uFF1Awww.hollischuang.com", "QQ\uFF1A907607222" }); } public static transient void print(String strs[]) { for(int i = 0; i < strs.length; i++) System.out.println(strs[i]); }
从反编译后代码可以看出，可变参数在被使用的时候，他首先会创建一个数组，数组的长度就是调用该方法是传递的实参的个数。
然后再把参数值全部放到这个数组当中，然后再把这个数组作为参数传递到被调用的方法中。
反编译后的 print 方法声明中有一个 transient 标识，是不是很奇怪？transient 不是不可以修饰方法吗？transient 不是和序列化有关么？transient 在这里的作用是什么？因为这个与本文关系不大，这里不做深入分析了。
糖块五、枚举
Java SE5 提供了一种新的类型-Java 的枚举类型，关键字enum可以将一组具名的值的有限集合创建为一种新的类型，而这些具名的值可以作为常规的程序组件使用，这是一种非常有用的功能。
要想看源码，首先得有一个类吧，那么枚举类型到底是什么类呢？是enum吗？答案很明显不是，enum就和class一样，只是一个关键字，他并不是一个类，那么枚举是由什么类维护的呢，我们简单写一个枚举：
public enum t { SPRING,SUMMER; }
然后我们使用反编译，看看这段代码到底是怎么实现的，反编译后代码内容如下：
public final class T extends Enum { private T(String s, int i) { super(s, i); } public static T[] values() { T at[]; int i; T at1[]; System.arraycopy(at = ENUM$VALUES, 0, at1 = new T[i = at.length], 0, i); return at1; } public static T valueOf(String s) { return (T)Enum.valueOf(demo/T, s); } public static final T SPRING; public static final T SUMMER; private static final T ENUM$VALUES[]; static { SPRING = new T("SPRING", 0); SUMMER = new T("SUMMER", 1); ENUM$VALUES = (new T[] { SPRING, SUMMER }); } }
通过反编译后代码我们可以看到，public final class T extends Enum，说明，该类是继承了Enum类的，同时final关键字告诉我们，这个类也是不能被继承的。
当我们使用enmu来定义一个枚举类型的时候，编译器会自动帮我们创建一个final类型的类继承Enum类，所以枚举类型不能被继承。
糖块六、内部类
内部类又称为嵌套类，可以把内部类理解为外部类的一个普通成员。
内部类之所以也是语法糖，是因为它仅仅是一个编译时的概念。
outer.java里面定义了一个内部类inner，一旦编译成功，就会生成两个完全不同的.class文件了，分别是outer.class和outer$inner.class。所以内部类的名字完全可以和它的外部类名字相同。
public class OutterClass { private String userName; public String getUserName() { return userName; } public void setUserName(String userName) { this.userName = userName; } public static void main(String[] args) { } class InnerClass{ private String name; public String getName() { return name; } public void setName(String name) { this.name = name; } } }
以上代码编译后会生成两个 class 文件：OutterClass$InnerClass.class 、OutterClass.class 。
当我们尝试对OutterClass.class文件进行反编译的时候，命令行会打印以下内容：Parsing OutterClass.class...Parsing inner class OutterClass$InnerClass.class... Generating OutterClass.jad 。
它会把两个文件全部进行反编译，然后一起生成一个OutterClass.jad文件。文件内容如下：
public class OutterClass { class InnerClass { public String getName() { return name; } public void setName(String name) { this.name = name; } private String name; final OutterClass this$0; InnerClass() { this.this$0 = OutterClass.this; super(); } } public OutterClass() { } public String getUserName() { return userName; } public void setUserName(String userName){ this.userName = userName; } public static void main(String args1[]) { } private String userName; }
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作者：GitChat技术杂谈
来源：CSDN
原文：https://blog.csdn.net/GitChat/article/details/79294904
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