Java中的Kotlin 内部类原理

Java中的Kotlin 内部类原理

目录

Java 中的内部类

OutterJava.class

InnJava.class

Kotlin 中的内部类

总结

Java 中的内部类

这是一个 Java 内部类的简单实现:

public class OutterJava {    private void printOut() {        System.out.println("AAA");   } ​    class InnJava {        public void printInn() {            printOut();       }   } }

外部类是一个私有方法,内部类为什么可以访问到外部类的私有方法呢?思考这个问题,首先要从它的字节码入手,看看 JVM 到底对 java 文件做了什么。

字节码分析流程是:

javac xxx.java生成 class 文件。

javap -c xxx.class对代码进行反汇编,可以生成可查看的代码内容。

通过 javac 命令生成 class 文件,此时会发现生成了两个 class 文件,一个外部类 OtterJava 的,一个内部类 InnJava 的。

OutterJava.class

OutterJava.class 反汇编后的代码如下所示,这里面除了一个构造方法,多生成了一个

Compiled from "OutterJava.java" public class java.OutterJava {  public java.OutterJava();    Code:       0: aload_0       1: invokespecial #2                  // Method java/lang/Object."<init>":()V       4: return ​  private void printOut();    Code:       0: getstatic     #3                  // Field java/lang/System.out:Ljava/io/PrintStream;       3: ldc           #4                  // String AAA       5: invokevirtual #5                  // Method java/io/PrintStream.println:(Ljava/lang/String;)V       8: return ​  static void access$000(java.OutterJava);    Code:       0: aload_0       1: invokespecial #1                  // Method printOut:()V       4: return }

从反编译出来的内容来看,多了一个静态的access$000(OutterJava)方法,它的内部调用了 printOut()

InnJava.class Compiled from "OutterJava.java" class java.OutterJava$InnJava {  final java.OutterJava this$0; ​  java.OutterJava$InnJava(java.OutterJava);    Code:       0: aload_0       1: aload_1       2: putfield      #1                  // Field this$0:Ljava/OutterJava;       5: aload_0       6: invokespecial #2                  // Method java/lang/Object."<init>":()V       9: return ​  public void printInn2();    Code:       0: aload_0       1: getfield      #1                  // Field this$0:Ljava/OutterJava;       4: invokestatic  #3                  // Method java/OutterJava.access$000:(Ljava/OutterJava;)V       7: return }

在 InnJava 的字节码反编译出来的内容中,主要有两个点需要注意:

构造方法需要一个外部类参数,并把这个外部类实例保存到了this$0中。

调用外部类私有方法,实际上是调用了OutterJava.access$000方法。

小结:

在 Java 中,内部类与外部类的关系是:

内部类持有外部类的引用,作为内部构造参数传入外部类实例,并保存到了内部类的属性this$0中。

内部类调用外部类的私有方法,实际上是外部类生成了内部实际调用私有方法的静态方法access$000,内部类可以通过这个静态方法访问到外部类中的私有方法。

Kotlin 中的内部类

同样的 Java 代码,用 Kotlin 实现:

class Outter {    private fun printOut() {        println("Out")   } ​    inner class Inner {        fun printIn() {            printOut()       }   } }

这里如果不加inner关键字,printIn()内的printOut()会报错Unresolved reference: printOut 。

不加inner关键字,反编译后的字节码:

public final class java/Outter$Inner { // ... public <init>()V   L0   LINENUMBER 8 L0   ALOAD 0   INVOKESPECIAL java/lang/Object.<init> ()V   RETURN   L1   LOCALVARIABLE this Ljava/Outter$Inner; L0 L1 0   MAXSTACK = 1   MAXLOCALS = 1 // ... }

不加inner关键字,内部类的构造方法是没有外部类实例参数的。如果加上inner,就和 Java 一样:

// 加上了 inner 的构造方法 public <init>(Ljava/Outter;)V   L0   LINENUMBER 8 L0   ALOAD 0   ALOAD 1   PUTFIELD java/Outter$Inner.this$0 : Ljava/Outter;   ALOAD 0   INVOKESPECIAL java/lang/Object.<init> ()V   RETURN   L1   LOCALVARIABLE this Ljava/Outter$Inner; L0 L1 0   LOCALVARIABLE this$0 Ljava/Outter; L0 L1 1   MAXSTACK = 2   MAXLOCALS = 2

而内部类对于外部类私有方法的访问,也是通过静态方法access$XXX来实现的:

public final static synthetic access$printOut(Ljava/Outter;)V   L0   LINENUMBER 3 L0   ALOAD 0   INVOKESPECIAL java/Outter.printOut ()V   RETURN   L1   LOCALVARIABLE $this Ljava/Outter; L0 L1 0   MAXSTACK = 1   MAXLOCALS = 1 总结

在 Kotlin 中,内部类持有外部类引用和通过静态方法访问外部类私有方法都是与 Java 一样的。唯一的不同是,Kotlin 中需要使用 inner关键字修饰内部类,才能访问外部类中的内容。实质是inner关键字会控制内部类的构造方法是否带有外部类实例参数。

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