在日常开发中，我们经常使用它等等，我们只觉得很酷，因为这些特点可以帮助我们减少开发工作量；但我们没有仔细研究这些特征的本质，所以这篇文章，cxuan 揭示这些特征背后的真相。
语法糖
在谈话之前，我们需要先了解一下 语法糖 的概念：语法糖（Syntactic sugar），又称糖衣语法，是英国科学家发明的术语。一般来说，使用语法糖可以增加程序可读性，从而减少程序代码出错的机会，真的很香很甜。
语法糖是指在计算机语言中添加的某种语法，。因为 Java 代码需要运行 JVM 中，基本语法结构。这个过程是解语法糖。所以在 Java 真正支持语法糖的是 Java 编译器，真是换汤不换药，万变不离其宗，关灯都一样。
让我们来看看 Java 这些语法糖
泛型
泛型是一种语法糖。 JDK1.5 泛型机制已经引入，但泛型机制本身是通过的类型擦除 来实现，在 JVM 中没有泛型，只有普通类型和普通方法，泛型类的类型参数，在编译时都会被擦除。泛型并没有自己独特的 Class类型。如下代码所示
List<Integer> aList = new ArrayList(); List<String> bList = new ArrayList(); System.out.println(aList.getClass() == bList.getClass()); List<Ineger> 和 List<String> 因为，。但是，如果是一个 Integer 放入类型数据 List<String> 或者一个 String 放置类型数据 List<Ineger> 不允许。
如下图所示
无法将一个 Integer 放置类型数据 List<String> 而且不能把一个 String 类型的数据放在 List<Integer> 编译失败也是如此。
自动拆箱和自动装箱
自动拆卸和自动包装是一种语法糖，它指的是包装类型和基本数据类型之间的自动转换。简单地说，包装是自动将基本数据类型转换为包装器类型；拆箱是将包装类型自动转换为基本数据类型。
让我们先了解一下基本数据类型的包装类型
也就是说，上述基本数据类型和包装类型在转换过程中会自动包装/拆卸，如下面的代码
Integer integer = 66; // 自动拆箱 int i1 = integer; // 自动装箱 在上面的代码中 integer 对象使用基本数据类型赋值，而基本数据类型 i1 但它给了一个对象类型，通常不能这样做，但编译器允许我们这样做，这实际上是一种语法糖。这种语法糖使我们很容易计算数值。如果没有语法糖，您需要将对象转换为基本数据类型，基本数据类型也需要转换为包装类型，以使用其内置方法，这无疑增加了代码冗余。
那么如何实现自动拆箱和自动装箱呢？
其实这背后的原理是编译器做了优化。将基本类型赋值给包装类其实是调用了包装类的 valueOf() 该方法为基本类型创建了包装类再赋值。
int i1 = Integer.valueOf(1); 包装赋值的基本类型是调用包装类 xxxValue() 方法在获得基本数据类型后赋值。
Integer i1 = new Integer(1).intValue(); 我们使用 javap -c 对上述自动装箱和自动拆箱进行反编译验证
可见，在 Code 2 处调用 invokestatic 当编译器自动为我们添加它时，它相当于 Integer.valueOf 该方法将基本数据类型转换为包装类型。
在 Code 7 处调用了 invokevirtual 当编译器为我们添加时，它相当于 Integer.intValue() 方法把 Integer 将值转换为基本数据类型。
枚举
我们经常在日常开发中使用它 enum 和 public static final ... 这种语法。那么什么时候用呢？ enum 或者是 public static final 这种常量呢？好像都可以。
但是在 Java 在字节码结构中，没有枚举类型。。
让我们举个例子来看看
public enum School { STUDENT, TEACHER; } 这是一个 School 枚举包括两个字段，一个是 STUDENT ，一个是 TEACHER，没有别的了。
下面我们用 javap 反编译这个 School.class 。反编译完成后的结果如下
从图中可以看出，枚举实际上是继承的 java.lang.Enum 类的 class 。里面的属性 STUDENT 和 TEACHER 本质也就是 public static final 修改字段。这也是编译器的优化，毕竟 STUDENT 要比 public static final School STUDENT 美观简洁多了。
此外，编译器还将为我们生成两种方法，values() 方法和 valueOf 这两种方法都是通过使用编译器为我们添加的方法 values() 方法可以获得一切 Enum 通过属性值 valueOf 该方法用于获取单个属性值。
注意，Enum 的 values() 方法不属于 JDK API 部分，在 Java 没有源码 values() 方法的相关注释。
用法如下
public enum School { STUDENT("Student"), TEACHER("Teacher"); private String name; School(String name){ this.name = name; } public String getName() { return name; } public static void main(String[] args) { System.out.println(School.STUDENT.getName()); School[] values = School.values(); for(School school : values){ System.out.println("name = " school.getName()); } } } 内部类
内部类是 Java 一个小众 我之所以说利基，并不是说内部类别没用，而是说我们在日常开发中很少使用，而是翻看 JDK 发现许多源代码都有内部结构。例如，常见的 ArrayList 有一个源码 Itr 内部类继承 Iterator 类；再比如 HashMap 中间构造了一个 Node 继承于 Map.Entry 来表示 HashMap 每个节点。
Java 之所以在语言中引入内部类，是因为有时候一个类只想在一个类中有用，不想在其他地方使用，也就是隐藏内部细节。
其实内部类也是一个法糖，因为其只是一个编译时的概念，一旦编译完成，编译器就会为内部类生成一个单独的class 文件，名为 outer$innter.class。
下面我们就根据一个示例来验证一下。
public class OuterClass {
private String label;
class InnerClass {
public String linkOuter(){
return label = "inner";
}
}
public static void main(String[] args) {
OuterClass outerClass = new OuterClass();
InnerClass innerClass = outerClass.new InnerClass();
System.out.println(innerClass.linkOuter());
}
}
上面这段编译后就会生成两个 class 文件，一个是 OuterClass.class ，一个是 OuterClass$InnerClass.class ，这就表明，外部类可以链接到内部类，内部类可以修改外部类的属性等。
我们来看一下内部类编译后的结果
如上图所示，内部类经过编译后的 linkOuter() 方法会生成一个指向外部类的 this 引用，这个引用就是连接外部类和内部类的引用。
变长参数
变长参数也是一个比较小众的用法，所谓变长参数，就是方法可以接受长度不定确定的参数。一般我们开发不会使用到变长参数，而且变长参数也不推荐使用，它会使我们的程序变的难以处理。但是我们有必要了解一下变长参数的特性。
其基本用法如下
public class VariableArgs {
public static void printMessage(String... args){
for(String str : args){
System.out.println("str = " + str);
}
}
public static void main(String[] args) {
VariableArgs.printMessage("l","am","cxuan");
}
}
变长参数也是一种语法糖，那么它是如何实现的呢？我们可以猜测一下其内部应该是由数组构成，否则无法接受多个值，那么我们反编译看一下是不是由数组实现的。
可以看到，printMessage() 的参数就是使用了一个数组来接收，所以千万别被变长参数忽悠了！
变长参数特性是在 JDK 1.5 中引入的，使用变长参数有两个条件，一是变长的那一部分参数具有相同的类型，二是变长参数必须位于方法参数列表的最后面。
增强 for 循环
为什么有了普通的 for 循环后，还要有增强 for 循环呢？想一下，普通 for 循环你不是需要知道遍历次数？每次还需要知道数组的索引是多少，这种写法明显有些繁琐。增强 for 循环与普通 for 循环相比，功能更强并且代码更加简洁，你无需知道遍历的次数和数组的索引即可进行遍历。
增强 for 循环的对象要么是一个数组，要么实现了 Iterable 接口。这个语法糖主要用来对数组或者集合进行遍历，其在循环过程中不能改变集合的大小。
public static void main(String[] args) {
String[] params = new String[]{"hello","world"};
//增强for循环对象为数组
for(String str : params){
System.out.println(str);
}
List<String> lists = Arrays.asList("hello","world");
//增强for循环对象实现Iterable接口
for(String str : lists){
System.out.println(str);
}
}
经过编译后的 class 文件如下
public static void main(String[] args) {
String[] params = new String[]{"hello", "world"};
String[] lists = params;
int var3 = params.length;
//数组形式的增强for退化为普通for
for(int str = 0; str < var3; ++str) {
String str1 = lists[str];
System.out.println(str1);
}
List var6 = Arrays.asList(new String[]{"hello", "world"});
Iterator var7 = var6.iterator();
//实现Iterable接口的增强for使用iterator接口进行遍历
while(var7.hasNext()) {
String var8 = (String)var7.next();
System.out.println(var8);
}
}
如上代码所示，如果对数组进行增强 for 循环的话，其内部还是对数组进行遍历，只不过语法糖把你忽悠了，让你以一种更简洁的方式编写代码。
而对继承于 Iterator 迭代器进行增强 for 循环遍历的话，相当于是调用了 Iterator 的 hasNext() 和 next() 方法。
Switch 支持字符串和枚举
switch 关键字原生只能支持整数类型。如果 switch 后面是 String 类型的话，编译器会将其转换成 String 的hashCode 的值，所以其实 switch 语法比较的是 String 的 hashCode 。
如下代码所示
public class SwitchCaseTest {
public static void main(String[] args) {
String str = "cxuan";
switch (str){
case "cuan":
System.out.println("cuan");
break;
case "xuan":
System.out.println("xuan");
break;
case "cxuan":
System.out.println("cxuan");
break;
default:
break;
}
}
}
我们反编译一下，看看我们的猜想是否正确
根据字节码可以看到，进行 switch 的实际是 hashcode 进行判断，然后通过使用 equals 方法进行比较，因为字符串有可能会产生哈希冲突的现象。
条件编译
这个又是让小伙伴们摸不着头脑了，什么是条件编译呢？其实，如果你用过 C 或者 C++ 你就知道可以通过预处理语句来实现条件编译。
那么什么是条件编译呢？
一般情况下，源程序中所有的行都参加编译。但有时希望对其中一部分内容只在满足一定条件下才进行编译，即对一部分内容指定编译条件，这就是 条件编译（conditional compile）。
#define DEBUG
#IFDEF DEBUUG
/*
code block 1
*/
#ELSE
/*
code block 2
*/
#ENDIF
但是在 Java 中没有预处理和宏定义这些内容，那么我们想实现条件编译，应该怎样做呢？
使用 final + if 的组合就可以实现条件编译了。如下代码所示
public static void main(String[] args) {
final boolean DEBUG = true;
if (DEBUG) {
System.out.println("Hello, world!");
} else {
System.out.println("nothing");
}
}
这段代码会发生什么？我们反编译看一下
我们可以看到，我们明明是使用了 if …else 语句，但是编译器却只为我们编译了 DEBUG = true 的条件，
所以，Java 语法的条件编译，是通过判断条件为常量的 if 语句实现的，编译器不会为我们编译分支为 false 的代码。
断言
你在 Java 中使用过断言作为日常的判断条件吗？
断言：也就是所谓的 assert 关键字，是 jdk 1.4 后加入的新功能。它主要使用在代码开发和测试时期，用于对某些关键数据的判断，如果这个关键数据不是你程序所预期的数据，程序就提出警告或退出。当软件正式发布后，可以取消断言部分的代码。它也是一个语法糖吗？现在我不告诉你，我们先来看一下 assert 如何使用。
//这个成员变量的值可以变，但最终必须还是回到原值5
static int i = 5;
public static void main(String[] args) {
assert i == 5;
System.out.println("如果断言正常，我就被打印");
}
如果要开启断言检查，则需要用开关 -enableassertions 或 -ea 来开启。其实断言的底层实现就是 if 判断，如果断言结果为 true，则什么都不做，程序继续执行，如果断言结果为 false，则程序抛出 AssertError 来打断程序的执行。
assert 断言就是通过对布尔标志位进行了一个 if 判断。
try-with-resources
JDK 1.7 开始，java引入了 try-with-resources 声明，将 try-catch-finally 简化为 try-catch，这其实是一种语法糖，在编译时会进行转化为 try-catch-finally 语句。新的声明包含三部分：try-with-resources 声明、try 块、catch 块。它要求在 try-with-resources 声明中定义的变量实现了 AutoCloseable 接口，这样在系统可以自动调用它们的 close 方法，从而替代了 finally 中关闭资源的功能。
如下代码所示
public class TryWithResourcesTest {
public static void main(String[] args) {
try(InputStream inputStream = new FileInputStream(new File("xxx"))) {
inputStream.read();
}catch (Exception e){
e.printStackTrace();
}
}
}
我们可以看一下 try-with-resources 反编译之后的代码
可以看到，生成的 try-with-resources 经过编译后还是使用的 try…catch…finally 语句，只不过这部分工作由编译器替我们做了，这样能让我们的代码更加简洁，从而消除样板代码。
字符串相加
这个想必大家应该都知道，字符串的拼接有两种，如果能够在编译时期确定拼接的结果，那么使用 + 号连接的字符串会被编译器直接优化为相加的结果，如果编译期不能确定拼接的结果，底层会直接使用 StringBuilder 的 append 进行拼接，如下图所示。
public class StringAppendTest {
public static void main(String[] args) {
String s1 = "I am " + "cxuan";
String s2 = "I am " + new String("cxuan");
String s3 = "I am ";
String s4 = "cxuan";
String s5 = s3 + s4;
}
}
上面这段代码就包含了两种字符串拼接的结果，我们反编译看一下
首先来看一下 s1 ，s1 因为 = 号右边是两个常量，所以两个字符串拼接会被直接优化成为 I am cxuan。而 s2 由于在堆空间中分配了一个 cxuan 对象，所以 + 号两边进行字符串拼接会直接转换为 StringBuilder ，调用其 append 方法进行拼接，最后再调用 toString() 方法转换成字符串。
而由于 s5 进行拼接的两个对象在编译期不能判定其拼接结果，所以会直接使用 StringBuilder 进行拼接。
关于lambda表达式，有人可能会有质疑，因为网上有人说他并不是语法糖。其实我想纠正下这个说法。
Labmda表达式不是匿名内部类的语法糖，但是他也是一个语法糖。实现方式其实是依赖了几个JVM底层提供的lambda相关api。
先来看一个简单的lambda表达式。遍历一个list：
public static void main(String... args) {
List<String> strList = ImmutableList.of("a", "b", "博客：c");
strList.forEach( s -> { System.out.println(s); } );
}
为啥说他并不是内部类的语法糖呢，前面讲内部类我们说过，内部类在编译之后会有两个class文件，但是，包含lambda表达式的类编译后只有一个文件。
反编译后代码如下:
public static /* varargs */ void main(String ... args) {
ImmutableList strList = ImmutableList.of((Object)"Hollis", (Object)"\u516c\u4f17\u53f7\uff1aHollis", (Object)"\u535a\u5ba2\uff1awww.hollischuang.com");
strList.forEach((Consumer<String>)LambdaMetafactory.metafactory(null, null, null, (Ljava/lang/Object;)V, lambda$main$0(java.lang.String ), (Ljava/lang/String;)V)());
}
private static /* synthetic */ void lambda$main$0(String s) {
System.out.println(s);
}
可以看到，在forEach方法中，其实是调用了java.lang.invoke.LambdaMetafactory#metafactory方法，该方法的第四个参数implMethod指定了方法实现。可以看到这里其实是调用了一个lambda$main$0方法进行了输出。
再来看一个稍微复杂一点的，先对List进行过滤，然后再输出：
public static void main(String... args) {
List<String> strList = ImmutableList.of("a", "b", "博客：c");
List HollisList = strList.stream().filter(string -> string.contains("Hollis")).collect(Collectors.toList());
HollisList.forEach( s -> { System.out.println(s); } );
}
反编译后代码如下：
public static /* varargs */ void main(String ... args) {
ImmutableList strList = ImmutableList.of((Object)"Hollis", (Object)"\u516c\u4f17\u53f7\uff1aHollis", (Object)"\u535a\u5ba2\uff1awww.hollischuang.com");
List<Object> HollisList = strList.stream().filter((Predicate<String>)LambdaMetafactory.metafactory(null, null, null, (Ljava/lang/Object;)Z, lambda$main$0(java.lang.String ), (Ljava/lang/String;)Z)()).collect(Collectors.toList());
HollisList.forEach((Consumer<Object>)LambdaMetafactory.metafactory(null, null, null, (Ljava/lang/Object;)V, lambda$main$1(java.lang.Object ), (Ljava/lang/Object;)V)());
}
private static /* synthetic */ void lambda$main$1(Object s) {
System.out.println(s);
}
private static /* synthetic */ boolean lambda$main$0(String string) {
return string.contains("Hollis");
}
两个lambda表达式分别调用了lambda$main 1 和 l a m b d a 1和lambda 1和lambdamain$0两个方法。
所以，lambda表达式的实现其实是依赖了一些底层的api，在编译阶段，编译器会把lambda表达式进行解糖，转换成调用内部api的方式。
学习语法糖的意义
互联网时代，有很多标新立异的想法和框架层出不穷，但是，我们对于学习来说应该抓住技术的核心。然而，软件工程是一门协作的艺术，对于工程来说如何提高工程质量，如何提高工程效率也是我们要关注的，既然这些语法糖能辅助我们以更好的方式编写备受欢迎的代码，我们程序员为什么要 抵制 呢？
语法糖也是一种进步，这就和你写作文似的，大白话能把故事讲明白的它就没有语言优美、酣畅淋漓的把故事讲生动的更令人喜欢。
我们要在敞开怀抱拥抱变化的同时也要掌握其 屠龙之技。
**泛型—— **当泛型遇到重载
public class GenericTypes { public static void method(List<String> list) {
System.out.println("invoke method(List<String> list)");
}
public static void method(List<Integer> list) {
System.out.println("invoke method(List<Integer> list)");
}
}
上面这段代码，有两个重载的函数，因为他们的参数类型不同，一个是List另一个是List，但是，这段代码是编译通不过的。因为我们前面讲过，参数List和List编译之后都被擦除了，变成了一样的原生类型List，擦除动作导致这两个方法的特征签名变得一模一样。
**泛型—— **
泛型的类型参数不能用在Java异常处理的catch语句中。因为异常处理是由JVM在运行时刻来进行的。由于类型信息被擦除，JVM是无法区分两个异常类型MyException和MyException的
public class StaticTest{
public static void main(String[] args){
GT<Integer> gti = new GT<Integer>();
gti.var=1;
GT<String> gts = new GT<String>();
gts.var=2;
System.out.println(gti.var);
}
}
class GT<T>{
public static int var=0;
public void nothing(T x){}
}
以上代码输出结果为：2！由于经过类型擦除，所有的泛型类实例都关联到同一份字节码上，泛型类的所有静态变量是共享的。
自动装箱与拆箱——
public static void main(String[] args) {
Integer a = 1000;
Integer b = 1000;
Integer c = 100;
Integer d = 100;
System.out.println("a == b is " + (a == b));
System.out.println(("c == d is " + (c == d)));
}
输出结果：
a == b is false
c == d is true
在Java 5中，在Integer的操作上引入了一个新功能来节省内存和提高性能。整型对象通过使用相同的对象引用实现了缓存和重用。
适用于整数值区间-128 至 +127。
只适用于自动装箱。使用构造函数创建对象不适用。
增强for循环
for (Student stu : students) {
if (stu.getId() == 2)
students.remove(stu);
}
会抛出ConcurrentModificationException异常。
Iterator是工作在一个独立的线程中，并且拥有一个 mutex 锁。 Iterator被创建之后会建立一个指向原来对象的单链索引表，当原来的对象数量发生变化时，这个索引表的内容不会同步改变，所以当索引指针往后移动的时候就找不到要迭代的对象，所以按照 fail-fast 原则 Iterator 会马上抛出java.util.ConcurrentModificationException异常。参考：一不小心就让Java开发者踩坑的fail-fast是个什么鬼？
所以 Iterator 在工作的时候是不允许被迭代的对象被改变的。但你可以使用 Iterator 本身的方法remove()来删除对象，Iterator.remove() 方法会在删除当前迭代对象的同时维护索引的一致性。
前面介绍了12种Java中常用的语法糖。所谓语法糖就是提供给开发人员便于开发的一种语法而已。
但是这种语法只有开发人员认识。要想被执行，需要进行解糖，即转成JVM认识的语法。
当我们把语法糖解糖之后，你就会发现其实我们日常使用的这些方便的语法，其实都是一些其他更简单的语法构成的。
有了这些语法糖，我们在日常开发的时候可以大大提升效率，但是同时也要避免过渡使用。使用之前最好了解下原理，避免掉坑。