java內部類引用局部變量與外部類成員變量實例分析

這篇“java內部類引用局部變量與外部類成員變量實例分析”文章的知識點大部分人都不太理解，所以小編給大家總結了以下內容，內容詳細，步驟清晰，具有一定的借鑒價值，希望大家閱讀完這篇文章能有所收獲，下面我們一起來看看這篇“java內部類引用局部變量與外部類成員變量實例分析”文章吧。

假如我們有以下的代碼：

interface Printer {     public void print(); } class MyApplication {     private int field = 10;      public void print(final Integer param) {         final long local = 100;         final long local2 = param.longValue() + 100;         Printer printer = new Printer() {             @Override             public void print() {                 System.out.println("Local value: " + local);                 System.out.println("Local2 value: " + local2);                 System.out.println("Parameter: " + param);                 System.out.println("Field value: " + field);             }         };         printer.print();     } }

這里因為param要在匿名內部類的print()方法中使用，因而它要用final修飾；local/local2是局部變量，因而也需要final修飾；而field是外部類MyApplication的字段，因而不需要final修飾。這種設計是基于什么理由呢？

我想這個問題應該從Java是如何實現匿名內部類的。其中有兩點：

1、匿名內部類可以使用外部類的變量（局部或成員變來那個）。

2、匿名內部類中不同的方法可以共享這些變量。

根據這兩點信息我們就可以分析，可能這些變量會在匿名內部類的字段中保存著，并且在構造的時候將他們的值/引用傳入內部類。這樣就可以保證同時實現上述兩點了。

事實上，Java就是這樣設計的，并且所謂匿名類，其實并不是匿名的，只是編譯器幫我們命名了而已。這點我們可以通過這兩個類編譯出來的字節碼看出來：

// Compiled from Printer.java (version 1.6 : 50.0, super bit) 
class levin.test.anonymous.MyApplication$1 implements levin.test.anonymous.Printer { 
   
  // Field descriptor #8 Llevin/test/anonymous/MyApplication; 
  final synthetic levin.test.anonymous.MyApplication this$0; 
   
  // Field descriptor #10 J 
  private final synthetic long val$local2; 
   
  // Field descriptor #12 Ljava/lang/Integer; 
  private final synthetic java.lang.Integer val$param; 
   
  // Method descriptor #14 (Llevin/test/anonymous/MyApplication;JLjava/lang/Integer;)V 
  // Stack: 3, Locals: 5 
  MyApplication$1(levin.test.anonymous.MyApplication arg0, long arg1, java.lang.Integer arg2); 
     0  aload_0 [this] 
     1  aload_1 [arg0] 
     2  putfield levin.test.anonymous.MyApplication$1.this$0 : levin.test.anonymous.MyApplication [16] 
     5  aload_0 [this] 
     6  lload_2 [arg1] 
     7  putfield levin.test.anonymous.MyApplication$1.val$local2 : long [18] 
    10  aload_0 [this] 
    11  aload 4 [arg2] 
    13  putfield levin.test.anonymous.MyApplication$1.val$param : java.lang.Integer [20] 
    16  aload_0 [this] 
    17  invokespecial java.lang.Object() [22] 
    20  return 
      Line numbers: 
        [pc: 0, line: 1] 
        [pc: 16, line: 13] 
      Local variable table: 
        [pc: 0, pc: 21] local: this index: 0 type: new levin.test.anonymous.MyApplication(){} 
   
  // Method descriptor #24 ()V 
  // Stack: 4, Locals: 1 
  public void print(); 
     0  getstatic java.lang.System.out : java.io.PrintStream [30] 
     3  ldc <String "Local value: 100"> [36] 
     5  invokevirtual java.io.PrintStream.println(java.lang.String) : void [38] 
     8  getstatic java.lang.System.out : java.io.PrintStream [30] 
    11  new java.lang.StringBuilder [44] 
    14  dup 
    15  ldc <String "Local2 value: "> [46] 
    17  invokespecial java.lang.StringBuilder(java.lang.String) [48] 
    20  aload_0 [this] 
    21  getfield levin.test.anonymous.MyApplication$1.val$local2 : long [18] 
    24  invokevirtual java.lang.StringBuilder.append(long) : java.lang.StringBuilder [50] 
    27  invokevirtual java.lang.StringBuilder.toString() : java.lang.String [54] 
    30  invokevirtual java.io.PrintStream.println(java.lang.String) : void [38] 
    33  getstatic java.lang.System.out : java.io.PrintStream [30] 
    36  new java.lang.StringBuilder [44] 
    39  dup 
    40  ldc <String "Parameter: "> [58] 
    42  invokespecial java.lang.StringBuilder(java.lang.String) [48] 
    45  aload_0 [this] 
    46  getfield levin.test.anonymous.MyApplication$1.val$param : java.lang.Integer [20] 
    49  invokevirtual java.lang.StringBuilder.append(java.lang.Object) : java.lang.StringBuilder [60] 
    52  invokevirtual java.lang.StringBuilder.toString() : java.lang.String [54] 
    55  invokevirtual java.io.PrintStream.println(java.lang.String) : void [38] 
    58  getstatic java.lang.System.out : java.io.PrintStream [30] 
    61  new java.lang.StringBuilder [44] 
    64  dup 
    65  ldc <String "Field value: "> [63] 
    67  invokespecial java.lang.StringBuilder(java.lang.String) [48] 
    70  aload_0 [this] 
    71  getfield levin.test.anonymous.MyApplication$1.this$0 : levin.test.anonymous.MyApplication [16] 
    74  invokestatic levin.test.anonymous.MyApplication.access$0(levin.test.anonymous.MyApplication) : int [65] 
    77  invokevirtual java.lang.StringBuilder.append(int) : java.lang.StringBuilder [71] 
    80  invokevirtual java.lang.StringBuilder.toString() : java.lang.String [54] 
    83  invokevirtual java.io.PrintStream.println(java.lang.String) : void [38] 
    86  return 
      Line numbers: 
        [pc: 0, line: 16] 
        [pc: 8, line: 17] 
        [pc: 33, line: 18] 
        [pc: 58, line: 19] 
        [pc: 86, line: 20] 
      Local variable table: 
        [pc: 0, pc: 87] local: this index: 0 type: new levin.test.anonymous.MyApplication(){} 
 
  Inner classes: 
    [inner class info: #1 levin/test/anonymous/MyApplication$1, outer class info: #0 
     inner name: #0, accessflags: 0 default] 
  Enclosing Method: #66  #77 levin/test/anonymous/MyApplication.print(Ljava/lang/Integer;)V 
} 

// Compiled from Printer.java (version 1.6 : 50.0, super bit)  class levin.test.anonymous.MyApplication {        // Field descriptor #6 I    private int field;       // Method descriptor #8 ()V    // Stack: 2, Locals: 1    MyApplication();       0  aload_0 [this]       1  invokespecial java.lang.Object() [10]       4  aload_0 [this]       5  bipush 10       7  putfield levin.test.anonymous.MyApplication.field : int [12]      10  return        Line numbers:          [pc: 0, line: 7]          [pc: 4, line: 8]          [pc: 10, line: 7]        Local variable table:          [pc: 0, pc: 11] local: this index: 0 type: levin.test.anonymous.MyApplication        // Method descriptor #19 (Ljava/lang/Integer;)V    // Stack: 6, Locals: 7    public void print(java.lang.Integer param);       0  ldc2_w <Long 100> [20]       3  lstore_2 [local]       4  aload_1 [param]       5  invokevirtual java.lang.Integer.longValue() : long [22]       8  ldc2_w <Long 100> [20]      11  ladd      12  lstore 4 [local2]      14  new levin.test.anonymous.MyApplication$1 [28]      17  dup      18  aload_0 [this]      19  lload 4 [local2]      21  aload_1 [param]      22  invokespecial levin.test.anonymous.MyApplication$1(levin.test.anonymous.MyApplication, long, java.lang.Integer) [30]      25  astore 6 [printer]      27  aload 6 [printer]      29  invokeinterface levin.test.anonymous.Printer.print() : void [33] [nargs: 1]      34  return        Line numbers:          [pc: 0, line: 11]          [pc: 4, line: 12]          [pc: 14, line: 13]          [pc: 27, line: 22]          [pc: 34, line: 23]        Local variable table:          [pc: 0, pc: 35] local: this index: 0 type: levin.test.anonymous.MyApplication          [pc: 0, pc: 35] local: param index: 1 type: java.lang.Integer          [pc: 4, pc: 35] local: local index: 2 type: long          [pc: 14, pc: 35] local: local2 index: 4 type: long          [pc: 27, pc: 35] local: printer index: 6 type: levin.test.anonymous.Printer    // Method descriptor #45 (Llevin/test/anonymous/MyApplication;)I    // Stack: 1, Locals: 1    static synthetic int access$0(levin.test.anonymous.MyApplication arg0);      0  aload_0 [arg0]      1  getfield levin.test.anonymous.MyApplication.field : int [12]      4  ireturn        Line numbers:          [pc: 0, line: 8]      Inner classes:      [inner class info: #28 levin/test/anonymous/MyApplication$1, outer class info: #0       inner name: #0, accessflags: 0 default]  }

從這兩段字節碼中可以看出，編譯器為我們的匿名類起了一個叫MyApplication$1的名字，它包含了三個final字段（這里synthetic修飾符是指這些字段是由編譯器生成的，它們并不存在于源代碼中）：

MyApplication的應用this$0

long值val$local2

Integer引用val$param

這些字段在構造函數中賦值，而構造函數則是在MyApplication.print()方法中調用。

由此，我們可以得出一個結論：Java對匿名內部類的實現是通過編譯器來支持的，即通過編譯器幫我們產生一個匿名類的類名，將所有在匿名類中用到的局部變量和參數做為內部類的final字段，同是內部類還會引用外部類的實例。其實這里少了local的變量，這是因為local是編譯器常量，編譯器對它做了替換的優化。

其實Java中很多語法都是通過編譯器來支持的，而在虛擬機/字節碼上并沒有什么區別，比如這里的final關鍵字，其實細心的人會發現在字節碼中，param參數并沒有final修飾，而final本身的很多實現就是由編譯器支持的。類似的還有Java中得泛型和逆變、協變等。這是題外話。

有了這個基礎后，我們就可以來分析為什么有些要用final修飾，有些卻不用的問題。

首先我們來分析local2變量，在”匿名類”中，它是通過構造函數傳入到”匿名類”字段中的，因為它是基本類型，因而在夠著函數中賦值時（撇開對函數參數傳遞不同虛擬機的不同實現而產生的不同效果），它事實上只是值的拷貝；因而加入我們可以在”匿名類”中得print()方法中對它賦值，那么這個賦值對外部類中得local2變量不會有影響，而程序員在讀代碼中，是從上往下讀的，所以很容易誤認為這段代碼賦值會對外部類中得local2變量本身產生影響，何況在源碼中他們的名字都是一樣的，所以我認為了避免這種confuse導致的一些問題，Java設計者才設計出了這樣的語法。

對引用類型，其實也是一樣的，因為引用的傳遞事實上也只是傳遞引用的數值（簡單的可以理解成為地址），因而對param，如果可以在”匿名類”中賦值，也不會在外部類的print()后續方法產生影響。雖然這樣，我們還是可以在內部類中改變引用內部的值的，如果引用類型不是只讀類型的話；在這里Integer是只讀類型，因而我們沒法這樣做。

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