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  • Java中的Bridge方法(转)

    原文出处:http://www.blogjava.net/DLevin/archive/2011/06/23/352917.html

    今天在Java中字节码的格式的时候,发现method_info中的access_flags中竟然定了ACC_BRIDGE的值。网上搜了一下,大概理解它的意思了,先记之。

    首先是在什么情况下会生成bridge方法(2):

    bridge method may be created by the compiler when extending a parameterized type whose methods have parameterized arguments.

    这是在网上找到的有人贴出来的一段话,但是感觉这段话说的并不是很明白。首先bridge方式是由编译器产生的,因而在源代码中也没有bridge的关键字。然后只有在以具体类型继承自一个泛型类,同时被继承的泛型类包含了泛型方法。比如看以下的例子:

    abstract class A<T> {
        public abstract T method1(T arg);
        public abstract T method2();
    }
     
    class B extends A<String> {
        public String method1(String arg) {
           return arg;
        }
        public String method2() {
           return "abc";
        }
    }
     
    class C<T> extends A<T> {
        public T method1(T arg) {
           return arg;
        }
       
        public T method2() {
           return null;
        }
    }

    他们生成的.class文件如下:

    A.class

    abstract class org.levin.insidejvm.miscs.bridgemethod.A {

     public abstract java.lang.Object method1(java.lang.Object arg0);

     public abstract java.lang.Object method2();

    }

    B.class

    class org.levin.insidejvm.miscs.bridgemethod.B extends org.levin.insidejvm.miscs.bridgemethod.A {

     public java.lang.String method1(java.lang.String arg);

        0 aload_1 [arg]

        1 areturn

     public java.lang.String method2();

        0 ldc <String "abc"> [20]

        2 areturn

     public bridge synthetic java.lang.Object method2();

        0 aload_0 [this]

        1 invokevirtual org.levin.insidejvm.miscs.bridgemethod.B.method2() : java.lang.String [23]

        4 areturn

      public bridge synthetic java.lang.Object method1(java.lang.Object arg0);

        0 aload_0 [this]

        1 aload_1 [arg0]

        2 checkcast java.lang.String [26]

        5 invokevirtual org.levin.insidejvm.miscs.bridgemethod.B.method1(java.lang.String) : java.lang.String [28]

        8 areturn

    }

    C.class

    class org.levin.insidejvm.miscs.bridgemethod.C extends org.levin.insidejvm.miscs.bridgemethod.A {

      public java.lang.Object method1(java.lang.Object arg);

        0 aload_1 [arg]

        1 areturn

     public java.lang.Object method2();

        0 aconst_null

        1 areturn

    }

    可以看到B中生成了两个bridge方法,而C中则没有。事实上,由于Java中泛型有擦除的机制,因而在编译A类的时候,它里面定义的方法都是以Object类型来表示了,因而如果没有bridge方法,B类根本没有覆盖A类中的abstract方法。正因为有bridge方法的存在,才使得B类可以编译通过。而C类由于在编译时所有的泛型也都是通过Object类来表达的,因而它实现的也是A类中的abstract方法,因而不用再生成bridge方法了。

    事实上B类中的bridge方法在调用也有一些区别:

     public static void main(String[] args) {
           B b = new B();
           b.method1("abc");
           A<String> a = new B();
           a.method1("abc");
        }

    这段方法的字节码如下:

         0 new org.levin.insidejvm.miscs.bridgemethod.B [16]

         3 dup

         4 invokespecial org.levin.insidejvm.miscs.bridgemethod.B() [18]

         7 astore_1 [b]

         8 aload_1 [b]

         9 ldc <String "abc"> [19]

        11 invokevirtual org.levin.insidejvm.miscs.bridgemethod.B.method1(java.lang.String) : java.lang.String [21]

        14 pop

        15 new org.levin.insidejvm.miscs.bridgemethod.B [16]

        18 dup

        19 invokespecial org.levin.insidejvm.miscs.bridgemethod.B() [18]

        22 astore_2 [a]

        23 aload_2 [a]

        24 ldc <String "abc"> [19]

        26 invokevirtual org.levin.insidejvm.miscs.bridgemethod.A.method1(java.lang.Object) : java.lang.Object [25]

        29 pop

        30 return

    以上的代码可以看出b变量调用的method1(String)的方法,而a变量调用的却是method1(Object)方法。这种区别也正式因为bridge方法提供的支持才实现的。

    事实上,bridge方法还会在另外一种情况下产生(2):

    在Java 1.4中,子类若要重写父类某个方法,那么子类的方法和父类的方法签名必须完全一致,包括方法名、参数类型以及返回值;而到Java 1.5中,该机制变成,如果子类中某个方法的方法名和参数类型和父类某方法一致,并且子类该方法的返回值是父类相应方法返回值的类型或其子类型,那么该子类方法也可以重写父类中相应的方法。参看以下例子:

    class E {
       
    }
     
    class F extends E {
       
    }
     
    class X {
        public E getE() {
           return new E();
        }
    }
     
    class Y extends X {
        @Override
        public F getE() {
           return new F();
        }
    }

    以上代码是可以编译通过的。让我们再来查看一下Y的字节码:

    class org.levin.insidejvm.miscs.bridgemethod.Y extends org.levin.insidejvm.miscs.bridgemethod.X {

      public org.levin.insidejvm.miscs.bridgemethod.F getE();

        0 new org.levin.insidejvm.miscs.bridgemethod.F [16]

        3 dup

        4 invokespecial org.levin.insidejvm.miscs.bridgemethod.F() [18]

        7 areturn

     public bridge synthetic org.levin.insidejvm.miscs.bridgemethod.E getE();

        0 aload_0 [this]

        1 invokevirtual org.levin.insidejvm.miscs.bridgemethod.Y.getE() : org.levin.insidejvm.miscs.bridgemethod.F [20]

        4 areturn

    }

    从字节码上,我们可以看出语法本身事实上并没有发生变化,变化的只是编译器做的支持,它为重载方法重新生成了一个返回E而不是F的bridge方法。

    从调用的字节码上可以更加明显的看出语法没有发生变化这一点:

      public static void main(String[] args) {
           X x = new Y();
           x.getE();
        }

    字节码如下:

     public static void main(java.lang.String[] args);

         0 new org.levin.insidejvm.miscs.bridgemethod.Y [16]

         3 dup

         4 invokespecial org.levin.insidejvm.miscs.bridgemethod.Y() [18]

        7 astore_1 [x]

         8 aload_1 [x]

         9 invokevirtual org.levin.insidejvm.miscs.bridgemethod.X.getE() : org.levin.insidejvm.miscs.bridgemethod.E [19]

        12 pop

    13 return

    该字节码中x.getE()方法事实上调用的就是生成的bridge方法(E getE())方法,而不是用户定义的F getE()方法。

    这种重载机制在某些,不同子类某个函数的返回值是不一样的,但是他们都需要重写父类中方法,以可以在某个点上通过父类实例统一调用。只是这种机制就需要返回值必须是继承于同一个类。事实上,这种方式在没有引入这种重写机制的时候也是可以实现的,只是现在Java在编译器层面上提供了支持。
     

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