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Java Lambda 表达式源码分析

iseeyu3年前 (2024-02-22)推广139

详情见 Class LambdaMetafactory 官方文档,java.lang.invoke.LambdaMetafactory#metafactory 的实现。

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();
}

其主要的概念有如下几个:

  • invokedynamic 字节码指令:运行时 JVM 第一次到某个地方的这个指令的时候会进行 linkage,会调用用户指定的 Bootstrap Method 来决定要执行什么方法,之后便不需要这个步骤。
  • Bootstrap Method: 用户可以自己编写的方法,最终需要返回一个 CallSite 对象。
  • CallSite: 保存 MethodHandle 的容器,里面有一个 target MethodHandle。
    MethodHandle: 真正要执行的方法的指针。

测试一下 Lambda 函数生成的字节码,为了方便起见,java 代码改成如下:

public class LambdaMain {

    public static void main(String[] args) {
        new Thread(() -> System.out.println("1")).start();
    }
}

先编译成 class 文件,之后再反汇编 javap -c -p LambdaMain 看下输出:

Compiled from "LambdaMain.java"
public class test.jdk.LambdaMain {
  public test.jdk.LambdaMain();
    Code:
       0: aload_0
       1: invokespecial #1                  // Method java/lang/Object."<init>":()V
       4: return

  public static void main(java.lang.String[]);
    Code:
       0: new           #2                  // class java/lang/Thread
       3: dup
       4: invokedynamic #3,  0              // InvokeDynamic #0:run:()Ljava/lang/Runnable;
       9: invokespecial #4                  // Method java/lang/Thread."<init>":(Ljava/lang/Runnable;)V
      12: invokevirtual #5                  // Method java/lang/Thread.start:()V
      15: return

  private static void lambda$main$0();
    Code:
       0: getstatic     #6                  // Field java/lang/System.out:Ljava/io/PrintStream;
       3: ldc           #7                  // String 1
       5: invokevirtual #8                  // Method java/io/PrintStream.println:(Ljava/lang/String;)V
       8: return
}

可以看到 Thread 里的 Runnable 实现是通过 invokedynamic 调用的。详细情况 JVM 虚拟机规范,等有时间再补充吧~~~

总结

  • Lambda 表达式在 Java 中最终编译成私有的静态函数,JDK 最终使用 invokedynamic 字节码指令调用。

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