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java基础:编译时和运行时的区别

java 开发设计过程中,了解java运行时和编译时的区别是非常有必要的。如下从几个问题来描述两者的区别

  • Q1: 如下代码片段中,A行和B行的区别是什么

A行是在编译时计算值,B行是在运行时计算值,当该类编译后,如果使用一些 反编译 器(如jd-gui)反编译后可以看到,实际代码如下:

java编译时会做一些优化操作,比如替换一些final的不可变更的参数,在这里,由于number1和number2都是final的,那么product1肯定是确定的,这里就会在编译时计算出product1的值。

  • 除了如上的一些代码优化话,再什么其他的情况下查看编译后的class文件是非常有用的?

java中的 泛型 。泛型是编译时会做优化,通过编译文件可以非常方便的看到其对应的实际类型,如下例子:

实际编码如下:

反编译后的代码如下:

可以,在编译后的文件中,Parent类会显示的被实际类型取代。

  • 重写, 重载 ,泛型,分别是在运行时还是编译时执行的

1. 方法重载 是在编译时执行的,因为,在编译的时候,如果调用了一个重载的方法,那么编译时必须确定他调用的方法是哪个。如:

当调用evaluate(“hello”)时候,我们在编译时就可以确定他调用的method #1.

2. 方法的重写是在运行时进行的。这个也常被称为运行时多态的体现。编译器是没有办法知道它调用的到底是那个方法,相反的,只有在jvm执行过程中,才知晓到底是父子类中的哪个方法被调用了。如下:

试想,当有如下一个接口的时候,我们是无法确定到底是调用父类还是子类的方法

3. 泛型(类型检测),这个发生在编译时。编译器会在编译时对泛型类型进行检测,并吧他重写成实际的对象类型(非泛型代码),这样就可以被JVM执行了。这个过程被称为”类型擦除”。

类型擦除的关键在于从泛型类型中清除类型参数的相关信息,并且再必要的时候添加类型检查和类型转换的方法。

类型擦除可以简单的理解为将泛型java代码转换为普通java代码,只不过编译器更直接点,将泛型java代码直接转换成普通java字节码。类型擦除的主要过程如下:

1). 将所有的泛型参数用其最左边界(最顶级的父类型)类型替换。

2). 移除所有的类型参数。

在编译后变成:

4. 注解。注解即有可能是运行时也有可能是编译时。

如java中的@Override注解就是典型的编译时注解,他会在编译时会检查一些简单的如拼写的错误(与父类方法不相同)等

同样的@Test注解是junit框架的注解,他是一个运行时注解,他可以在运行时动态的配置相关信息如timeout等。

5. 异常。异常即有可能是运行时异常,也有可能是编译时异常。

RuntimeException是一个用于指示编译器不需要检查的异常。RuntimeException 是在jvm运行过程中抛出异常的父类。对于运行时异常是不需要再方法中显示的捕获或者处理的,如NullPointerException, ArrayIndexOutOfBoundsException

已检查的异常是被编译器在编译时候已经检查过的异常,这些异常需要在try/catch块中处理的异常。

6. AOP . Aspects能够在编译时,预编译时以及运行时使用。

1). 编译时:当你拥有源码的时候,AOP编译器(AspectJ编译器)能够编译源码并生成编织后的class。这些编织进入的额外功能是在编译时放进去的。

2). 预编译时:织入过程有时候也叫二进制织入,它是用来织入到哪些已经存在的class文件或者jar中的。

3). 运行时:当被织入的对象已经被加载如jvm中后,可以动态的织入到这些类中一些信息。

7. 继承:继承是编译时执行的,它是静态的。这个过程编译后就已经确定

8. 代理(delegate):也称动态代理,是在运行时执行。

  • 你如何理解”组合优于继承”这句话

继承是一个 多态 的工具,而非重用工具。在没有多态关联关系的对象间,一些程序员倾向于使用继承来保持重用。但事实是,只有当子类和父类的关系为”is a”的关系时候,继承才会使用。

1. 不要使用继承来实现代码的重用。如果两者之间没有”is a”的关系,那么使用组合来实现重用。当父类的某个方法修改后,子类的相关实现也有可能会被更改。

2. 不要为了多态而使用继承。如果你只是为了实现多态而采用继承模式,那么实际上 组合模式 更加适合你,而且更加简洁和灵活。

这也就是为什么GoF设计模式中常说”组合优于继承”的原因。

  • 你能区分编译时继承和运行时继承的区别吗?请列举例子说明

实际上在java中只支持编译时继承。java语言原生是不支持运行时时继承的。一般情况下所谓编译时继承如下:

如上有两个类,其中Child为Parent的子类。当我们创建一个Parent实例的时候(无论实际对象为Parent还是Child),编译器在编译期间会将其替换成实际类型。所以继承实际上在编译时就已经确定了。

而在java中,可以设计通过组合模式来尝试模拟下所谓的运行时继承。

在Child类中,其中有一个Parent实例。通过这种方式,我们动态的child类中代理了parent的相关功能。

文章来源:智云一二三科技

文章标题:java基础:编译时和运行时的区别

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