为什么 lambda 翻译需要生成静态方法？

Question

Lambda 翻译是一个两步过程，一个：将 lambda 脱糖为同一类中的静态方法。

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        Runnable r = () -> System.out.println("Hello");
        System.out.println(Arrays.asList(Main.class.getDeclaredMethods()));
    }
}

[private static void Main.lambda$main$0(), public static void Main.main(java.lang.String[])]

二：生成实现功能接口的类。

System.out.println("A class has been generated: " + r.getClass());
System.out.println("That implements a Functional Interface: " + Arrays.asList(r.getClass().getInterfaces()));

已经生成了一个类：class Main$$Lambda$1/149928006

实现一个函数式接口：[interface java.lang.Runnable]

问题：这个静态方法有什么需要？为什么不能直接把lambda body放到接口方法里面呢？类似的东西：

class Main$$Lambda$1 {
    public void run() {
        /* Lambda body here */
    }
}

Answer 1

因为这种方式实际上更便宜。在第一次调用期间动态地从方法生成 lambda 比通过类加载器加载单独的类要好。在内部它使用UNSAFE.defineAnonymousClass，它比普通的更轻量级。这样的“lambda-class”不绑定到任何类加载器，因此在不再需要时可以轻松地进行垃圾收集。另外我猜想有计划使这种机制更轻量级和更快。对于普通的匿名类，这是不可能的，因为从 JVM 的角度来看，这些类与普通类没有区别，而且更重。

Answer 2

您的测试未完成。

public class Lambda {

  private String hello = "Hello from instance";

  public static void main(String[] args) {
    Runnable r = () -> System.out.println("Hello");
    for (Method m: Lambda.class.getDeclaredMethods()) {
      System.out.println(m);
    }
  }

  public void instanceMethodWithAccessToInstanceVariables(){
    Runnable r = () -> System.out.println(hello);
  }

  public void instanceMethodWithoutAccessToInstanceVariables(){
    Runnable r = () -> System.out.println("Hello from instance");
  }
}

这会导致以下结果：

public void Lambda.instanceMethodWithAccessToInstanceVariables()
public void Lambda.instanceMethodWithoutAccessToInstanceVariables()
private static void Lambda.lambda$instanceMethodWithoutAccessToInstanceVariables$2()
private void Lambda.lambda$instanceMethodWithAccessToInstanceVariables$1()
private static void Lambda.lambda$main$0()
public static void Lambda.main(java.lang.String[])

这清楚地表明了几种情况：

• 静态方法中的 lambda 声明静态方法
• 使用实例变量的实例方法中的 lambda 声明实例方法
• 实例方法中的 lambdas 不使用实例变量声明静态方法

前两个比较合乎逻辑。为什么您希望静态成员访问实例成员？实例方法也一样。

真正的问题是为什么不使用任何实例变量的实例方法声明一个静态方法？

嗯，这也是 Tagir 提到的性能和安全原因。

Answer 3

除了此处给出的正确答案（因为当前方案更有效，减少了 lambda 的捕获/链接成本并减少代码重复）之外，还有其他一些原因导致您的想法根本没有意义。

• 字节码首先来自哪里？ lambda 代理类是在运行时生成的，而不是在编译时生成的。如果我们要将字节码填充到代理类中，它必须来自某个地方。这意味着我们必须将其放入捕获类文件中然后将其复制到代理类中。在这里，它只存在于捕获类中，我们就完成了。
• 访问控制。如果 lambda 主体调用私有方法怎么办？通过将其脱糖到捕获类中，它会自动获取捕获类的访问控制上下文（从逻辑上讲，它是其中的一部分）。如果我们将字节码放在代理类中，我们必须做一些额外的魔法来赋予它正确的访问控制上下文。