10.深入理解java虚拟机--第三部分程序编译与代码优化----早期编译优化

10.1 概述

Java语言的“编译期”其实是一段“不确定”的操作过程,因为它可能是指一个前端编译器(其实叫“编译器的前端”更准确一些)把*.java文件转变成*.class文件的过程;也可能是指虚拟机的后端运行期编译器(JIT编译器,Just In Time Compiler)把字节码转变成机器码的过程;还可能是指使用静态提前编译器(AOT编译器,Ahead Of Time Compiler)直接把*.java文件编译成本地机器代码的过程。下面列举了这3类编译过程中一些比较有代表性的编译器。

[插图]前端编译器:Sun的Javac、Eclipse JDT中的增量式编译器(ECJ[插图])。

[插图]JIT编译器:HotSpot VM的C1、C2编译器。

[插图]AOT编译器:GNU Compiler for the Java(GCJ[插图]、Excelsior JET[插图])。

10.2 Javac编译器

分析源码是了解一项技术的实现内幕最有效的手段,Javac编译器不像HotSpot虚拟机那样使用C++语言(包含少量C语言)实现,它本身就是一个由Java语言编写的程序,这为纯Java的程序员了解它的编译过程带来了很大的便利。

10.2.1 Javac的源码与调试.

语法糖(Syntactic Sugar),也称糖衣语法,是由英国计算机科学家彼得·约翰·兰达(PeterJ.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。通常来说,使用语法糖能够增加程序的可读性,从而减少程序代码出错的机会.

10.3.1 泛型与类型擦除

泛型是JDK 1.5的一项新增特性,它的本质是参数化类型(Parametersized Type)的应用,也就是说所操作的数据类型被指定为一个参数。这种参数类型可以用在类、接口和方法的创建中,分别称为泛型类、泛型接口和泛型方法。泛型思想早在C++语言的模板(Template)中就开始生根发芽,在Java语言处于还没有出现泛型的版本时,只能通过Object是所有类型的父类和类型强制转换两个特点的配合来实现类型泛化。例如,在哈希表的存取中,JDK 1.5之前使用HashMap的get()方法,返回值就是一个Object对象,由于Java语言里面所有的类型都继承于java.lang.Object,所以Object转型成任何对象都是有可能的。但是也因为有无限的可能性,就只有程序员和运行期的虚拟机才知道这个Object到底是个什么类型的对象。在编译期间,编译器无法检查这个Object的强制转型是否成功,如果仅仅依赖程序员去保障这项操作的正确性,许多ClassCastException的风险就会转嫁到程序运行期之中。

Java语言中的泛型则不一样,它只在程序源码中存在,在编译后的字节码文件中,就已经替换为原来的原生类型(Raw Type,也称为裸类型)了,并且在相应的地方插入了强制转型代码,因此,对于运行期的Java语言来说,ArrayList<int>与ArrayList<String>就是同一个类,所以泛型技术实际上是Java语言的一颗语法糖,Java语言中的泛型实现方法称为类型擦除,基于这种方法实现的泛型称为伪泛型。

请想一想,上面这段代码是否正确,能否编译执行?也许你已经有了答案,这段代码是不能被编译的,因为参数List<Integer>和List<String>编译之后都被擦除了,变成了一样的原生类型List<E>,擦除动作导致这两种方法的特征签名变得一模一样。初步看来,无法重载的原因已经找到了,但真的就是如此吗?只能说,泛型擦除成相同的原生类型只是无法重载的其中一部分原因,请再接着看一看代码清单10-5中的内容。泛型的擦除动作导致了上面的方法无法重载

代码清单10-5中的重载当然不是根据返回值来确定的,之所以这次能编译和执行成功,是因为两个method()方法加入了不同的返回值后才能共存在一个Class文件之中。第6章介绍Class文件方法表(method_info)的数据结构时曾经提到过,方法重载要求方法具备不同的特征签名,返回值并不包含在方法的特征签名之中,所以返回值不参与重载选择,但是在Class文件格式之中,只要描述符不是完全一致的两个方法就可以共存。也就是说,两个方法如果有相同的名称和特征签名,但返回值不同,那它们也是可以合法地共存于一个Class文件中的.

10.3.2 自动装箱、拆箱与遍历循环

自动装箱的陷阱

所有的相同类型的包装类对象之间值的比较,全部使用 equals 方法比较。
说明: 对于 Integer var = ? 在-128 至 127 范围内的赋值, Integer 对象是在IntegerCache.cache 产生,会复用已有对象,这个区间内的 Integer 值可以直接使用==进行判断,但是这个区间之外的所有数据,都会在堆上产生,并不会复用已有对象,这是一个大坑,
推荐使用 equals 方法进行判断。

10.3.3 条件编译

10.4 实战:插入式注解处理器

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