背景

在使用Lamdba表达式,一直以为是内部类的方式实现的,但是一想如果每次调用都实例化一个内部类,性能肯定不好,难道Java里的lambda表达式真的是这么实现的吗?也许是该研究下原理了。

正文

  1. 测试代码:
public class Test{
public void test() {
Runnable r = () -> System.out.println(123);
r.run();
}
}

执行编译命令javac -g Test.java,得到class文件。

  1. 查看字节码

查看字节码javap -p -verbose Test得到:

Classfile /Users/liushijie/learn/Test.class
Last modified Nov 20, 2018; size 1058 bytes
MD5 checksum febbe61fdc1f4564d2e039067752d6fc
Compiled from "Test.java"
public class Test
minor version: 0
major version: 52
flags: ACC_PUBLIC, ACC_SUPER
Constant pool:
#1 = Methodref #7.#21 // java/lang/Object."<init>":()V
#2 = InvokeDynamic #0:#26 // #0:run:()Ljava/lang/Runnable;
#3 = InterfaceMethodref #27.#28 // java/lang/Runnable.run:()V
#4 = Fieldref #29.#30 // java/lang/System.out:Ljava/io/PrintStream;
#5 = Methodref #31.#32 // java/io/PrintStream.println:(I)V
#6 = Class #33 // Test
#7 = Class #34 // java/lang/Object
#8 = Utf8 <init>
#9 = Utf8 ()V
#10 = Utf8 Code
#11 = Utf8 LineNumberTable
#12 = Utf8 LocalVariableTable
#13 = Utf8 this
#14 = Utf8 LTest;
#15 = Utf8 test
#16 = Utf8 r
#17 = Utf8 Ljava/lang/Runnable;
#18 = Utf8 lambda$test$0
#19 = Utf8 SourceFile
#20 = Utf8 Test.java
#21 = NameAndType #8:#9 // "<init>":()V
#22 = Utf8 BootstrapMethods
#23 = MethodHandle #6:#35 // invokestatic java/lang/invoke/LambdaMetafactory.metafactory:(Ljava/lang/invoke/MethodHandles$Lookup;Ljava/lang/String;Ljava/lang/invoke/MethodType;Ljava/lang/invoke/MethodType;Ljava/lang/invoke/MethodHandle;Ljava/lang/invoke/MethodType;)Ljava/lang/invoke/CallSite;
#24 = MethodType #9 // ()V
#25 = MethodHandle #6:#36 // invokestatic Test.lambda$test$0:()V
#26 = NameAndType #37:#38 // run:()Ljava/lang/Runnable;
#27 = Class #39 // java/lang/Runnable
#28 = NameAndType #37:#9 // run:()V
#29 = Class #40 // java/lang/System
#30 = NameAndType #41:#42 // out:Ljava/io/PrintStream;
#31 = Class #43 // java/io/PrintStream
#32 = NameAndType #44:#45 // println:(I)V
#33 = Utf8 Test
#34 = Utf8 java/lang/Object
#35 = Methodref #46.#47 // java/lang/invoke/LambdaMetafactory.metafactory:(Ljava/lang/invoke/MethodHandles$Lookup;Ljava/lang/String;Ljava/lang/invoke/MethodType;Ljava/lang/invoke/MethodType;Ljava/lang/invoke/MethodHandle;Ljava/lang/invoke/MethodType;)Ljava/lang/invoke/CallSite;
#36 = Methodref #6.#48 // Test.lambda$test$0:()V
#37 = Utf8 run
#38 = Utf8 ()Ljava/lang/Runnable;
#39 = Utf8 java/lang/Runnable
#40 = Utf8 java/lang/System
#41 = Utf8 out
#42 = Utf8 Ljava/io/PrintStream;
#43 = Utf8 java/io/PrintStream
#44 = Utf8 println
#45 = Utf8 (I)V
#46 = Class #49 // java/lang/invoke/LambdaMetafactory
#47 = NameAndType #50:#54 // metafactory:(Ljava/lang/invoke/MethodHandles$Lookup;Ljava/lang/String;Ljava/lang/invoke/MethodType;Ljava/lang/invoke/MethodType;Ljava/lang/invoke/MethodHandle;Ljava/lang/invoke/MethodType;)Ljava/lang/invoke/CallSite;
#48 = NameAndType #18:#9 // lambda$test$0:()V
#49 = Utf8 java/lang/invoke/LambdaMetafactory
#50 = Utf8 metafactory
#51 = Class #56 // java/lang/invoke/MethodHandles$Lookup
#52 = Utf8 Lookup
#53 = Utf8 InnerClasses
#54 = Utf8 (Ljava/lang/invoke/MethodHandles$Lookup;Ljava/lang/String;Ljava/lang/invoke/MethodType;Ljava/lang/invoke/MethodType;Ljava/lang/invoke/MethodHandle;Ljava/lang/invoke/MethodType;)Ljava/lang/invoke/CallSite;
#55 = Class #57 // java/lang/invoke/MethodHandles
#56 = Utf8 java/lang/invoke/MethodHandles$Lookup
#57 = Utf8 java/lang/invoke/MethodHandles
{
public Test();
descriptor: ()V
flags: ACC_PUBLIC
Code:
stack=1, locals=1, args_size=1
0: aload_0
1: invokespecial #1 // Method java/lang/Object."<init>":()V
4: return
LineNumberTable:
line 1: 0
LocalVariableTable:
Start Length Slot Name Signature
0 5 0 this LTest; public void test();
descriptor: ()V
flags: ACC_PUBLIC
Code:
stack=1, locals=2, args_size=1
0: invokedynamic #2, 0 // InvokeDynamic #0:run:()Ljava/lang/Runnable;
5: astore_1
6: aload_1
7: invokeinterface #3, 1 // InterfaceMethod java/lang/Runnable.run:()V
12: return
LineNumberTable:
line 3: 0
line 4: 6
line 5: 12
LocalVariableTable:
Start Length Slot Name Signature
0 13 0 this LTest;
6 7 1 r Ljava/lang/Runnable; private static void lambda$test$0();
descriptor: ()V
flags: ACC_PRIVATE, ACC_STATIC, ACC_SYNTHETIC
Code:
stack=2, locals=0, args_size=0
0: getstatic #4 // Field java/lang/System.out:Ljava/io/PrintStream;
3: bipush 123
5: invokevirtual #5 // Method java/io/PrintStream.println:(I)V
8: return
LineNumberTable:
line 3: 0
}
SourceFile: "Test.java"
InnerClasses:
public static final #52= #51 of #55; //Lookup=class java/lang/invoke/MethodHandles$Lookup of class java/lang/invoke/MethodHandles
BootstrapMethods:
0: #23 invokestatic java/lang/invoke/LambdaMetafactory.metafactory:(Ljava/lang/invoke/MethodHandles$Lookup;Ljava/lang/String;Ljava/lang/invoke/MethodType;Ljava/lang/invoke/MethodType;Ljava/lang/invoke/MethodHandle;Ljava/lang/invoke/MethodType;)Ljava/lang/invoke/CallSite;
Method arguments:
#24 ()V
#25 invokestatic Test.lambda$test$0:()V
#24 ()V

通过字节码文件我们可以看到,编译出来的字节码文件中新增一些玩意:

  1. 常量池里(#2)多了一个以前没有见过的InvokeDynamic指令
  2. 新增了一个静态私有方法:private static void lambda$test$0(),里面的内容正好是lambda表达式里的代码;
  3. 新增了一个BootstrapMethods属性,内部包含一个动态调用点列表,因为测试代码只有一个lambda表达式,所以我们只能看到一个调用点

在运行时有一个链接(link)过程,在JVM层面调用。通过链接操作,调用上面3中的调用点,调用点在动态生成实现了FunctionInterface接口的类,方法中则调用2中新增的lambda$test$0方法,生成类之后通过构造函数实例化一个对象,被调用点持有,调用点有一个字的常量池。在调用invokedynamic指令之前会发生链接过程。下文引自:参考5

里面也有提到过多线程场景,略过不提。

Before the JVM can execute a dynamic call site (an invokedynamic instruction), the call site must first be linked. Linking is accomplished by calling a bootstrap method which is given the static information content of the call site, and which must produce a method handle that gives the behavior of the call site.

总结

通过一些验证和资料检索,大概了解lambda的原理,是使用指令与动态生成的内部类来完成调用,而且正常只会被链接一次。从这个点上来看,对性能是没有什么损失的,可以放心的使用。

问题

自己梳理的比较肤浅,没有深挖最底层的实现。LambdaMetafactory.metafactory动态调用点的链接过程比较长,如果有动态调用的场景应该是可以参考的。翻到过一篇问答(见参考6),暂时没找到合适的场景使用,没有深入下去的动力。

参考

  1. Lambda表达式实现方式
  2. InvokeDynamic指令JSR 292
  3. https://stackoverflow.com/questions/26775676/explicit-use-of-lambdametafactory
  4. https://zhuanlan.zhihu.com/p/27159693
  5. https://docs.oracle.com/javase/8/docs/api/java/lang/invoke/package-summary.html#package.description
  6. https://stackoverflow.com/questions/26775676/explicit-use-of-lambdametafactory

Java8 Lambda表达式原理扫盲的更多相关文章

  1. java8 Lambda表达式的新手上车指南(1)

    背景 java9的一再推迟发布,似乎让我们恍然想起离发布java8已经过去了三年之久,java8应该算的上java语言在历代版本中变化最大的一个版本了,最大的新特性应该算得上是增加了lambda表达式 ...

  2. java8 Lambda表达式的新手上车指南(1)--基础语法和函数式接口

    背景 java9的一再推迟发布,似乎让我们恍然想起离发布java8已经过去了三年之久,java8应该算的上java语言在历代版本中变化最大的一个版本了,最大的新特性应该算得上是增加了lambda表达式 ...

  3. Java8 Lambda表达式详解手册及实例

    先贩卖一下焦虑,Java8发于2014年3月18日,距离现在已经快6年了,如果你对Java8的新特性还没有应用,甚至还一无所知,那你真得关注公众号"程序新视界",好好系列的学习一下 ...

  4. Java8 Lambda表达式(一)

    目录 一.应用场景引入 优化一:使用策略模式 优化二:使用匿名内部类 优化三:使用Lambda表达式 优化四:使用Stream API 二.Lambda运算符和对应语法 语法格式 Lambda表达式需 ...

  5. Java8 Lambda表达式、函数式接口和方法引用

    目录 Java8 Lambda表达式和函数式接口 Lambda表达式 Lambda的使用 函数式接口FunctionalInterface Java内置四大核心函数式接口 方法引用 构造器引用 Jav ...

  6. 一文搞懂Java8 Lambda表达式(附带视频教程)

    Lambda表达式介绍 Java 8的一个大亮点是引入Lambda表达式,使用它设计的代码会更加简洁.通过Lambda表达式,可以替代我们以前经常写的匿名内部类来实现接口.Lambda表达式本质是一个 ...

  7. 【Java学习笔记之三十一】详解Java8 lambda表达式

    Java 8 发布日期是2014年3月18日,这次开创性的发布在Java社区引发了不少讨论,并让大家感到激动.特性之一便是随同发布的lambda表达式,它将允许我们将行为传到函数里.在Java 8之前 ...

  8. java8 快速入门 lambda表达式 Java8 lambda表达式10个示例

    本文由 ImportNew - lemeilleur 翻译自 javarevisited.欢迎加入翻译小组.转载请见文末要求. Java 8 刚于几周前发布,日期是2014年3月18日,这次开创性的发 ...

  9. Java8 lambda表达式10个示例

    Java 8 刚于几周前发布,日期是2014年3月18日,这次开创性的发布在Java社区引发了不少讨论,并让大家感到激动.特性之一便是随同发布的lambda表达式,它将允许我们将行为传到函数里.在Ja ...

随机推荐

  1. java的环境变量配置失败(java.exe、javaw.exe、javaws.exe优先级问题冲突)

    前言:首先安装了intelliJ Idea 其次安装了JDK 1.8 配置完三个系统变量后,java和javac执行不通过 配置过程 1.我的电脑(右键)--->属性---->高级---& ...

  2. pyhton从开始到光棍的day11

    纪念我这个开始学python的光棍天,光棍天依旧是函数,这次的函数有个小高级,比昨天的low函数稍微高级点,就是在使用函数中是可以赋值的,比如索引一个值什么的.函数还可以当做参数进行传递,把这个函数名 ...

  3. 【技术说明】iOS10来了,AppCan已全面适配!

    IPhone 7出了,你的肾还好吗?别紧张,不买肾7,同样可以体验最新的iOS10! AppCan对引擎.插件.编译系统等都进行了重要升级,让你的APP轻松适配iOS10!具体如何,请往下看! 引擎 ...

  4. WIFI KILL神器

    https://anky.cc/esp8266-deauther-wifi-jammer/ https://github.com/spacehuhn http://tieba.baidu.com/p/ ...

  5. 如何在本地测试Fabric Code

    前一篇博客讲到了如何编译本地的Fabric Code成镜像文件,那么如果我们想改Fabric源代码,实现一些Fabric官方并没有提供的功能,该怎么办呢?这时我们除了改源码,增加需要的功能外,还需要能 ...

  6. MyBatis 3源码解析(一)

    一.SqlSessionFactory 对象初始化 //加载全局配置文件 String resource = "mybatis-config.xml"; InputStream i ...

  7. Spring-webflow基础讲解

    什么是webflow: Spring Web Flow构建于Spring MVC之上,允许实现Web应用程序的“流程”.流程封装了一系列步骤,指导用户执行某些业务任务.它跨越多个HTTP请求,具有状态 ...

  8. tensorflow-RNN和LSTM

    本章主要介绍循环神经网络(recurrent neuralnetwork,RNN)和长短时记忆网络(long short-term memory,LSTM) 一. RNN简介 1.背景 循环神经网络挖 ...

  9. Windows Server 2012 蓝屏 Wpprecorder.sys 故障

    坑爹的园区昨天停电了,导致运行中的服务器中断,来电之后,其中有一台Windows 系统的服务无法运行了,接了个显示器,发现无法进入系统了,挂掉了,这下可完蛋了,虽然做了Radio 磁盘阵列,数据不会丢 ...

  10. $.ajax居然触发popstate事件?

    我使用$.ajax用来实现一个搜索效果 近段时间因为苹果上微信浏览器的不知明原因需要处理返回事件,因此加多了popstate事件监听用来分别处理苹果跟安卓的返回. 可是居然影响到了我前面的ajax搜索 ...