• 2007-06-30

    Javac背后的故事——创建对象

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    http://www.blogbus.com/dreamhead-logs/6233415.html

    要让Java这个面向“对象”的世界正常运作,创建对象就是一项不可或缺的操作。

    public class NewMain {
        public static void main(String[] args) {
            new Object();
        }
    }

    用javap反编译上面的代码,我们可以得到下面的指令,这里省去了javac暗中创建的构造函数。

    public class NewMain extends java.lang.Object{
        ...
    public static void main(java.lang.String[]);
      Code:
       0:   new     #3; //class java/lang/Object
       3:   invokespecial   #8; //Method java/lang/Object."<init>":()V
       6:   return
    }

    从这段代码中,我们可以清晰的看出创建对象(new)和调用构造函数(invokespecial)两个过程。关于这个问题,我在《对象的生命》中曾经进行过讨论。

    既然javac将一个new的动作被解释为两条指令,那在JVM的层面上,我们当然就可以将它们分开。下面是一段没什么实际用途的代码,只是证明这个观点可行性。

    public class NewGenerator {
        public static void main(String[] args) throws Exception {
            String className = "New";
            ClassWriter cw = new ClassWriter(ClassWriter.COMPUTE_MAXS);
            cw.visit(Opcodes.V1_2, Opcodes.ACC_PUBLIC, className, null, "java/lang/Object", null);
            Method m = Method.getMethod("void main (String[])");
            GeneratorAdapter mg = new GeneratorAdapter(Opcodes.ACC_PUBLIC + Opcodes.ACC_STATIC, m, null, null, cw);
            mg.newInstance(Type.getType(Object.class));
            Label label = mg.newLabel();
            mg.ifNonNull(label);
            mg.mark(label);
            mg.getStatic(Type.getType(System.class), "out", Type.getType(PrintStream.class));
            mg.push("new object is not null");
            mg.invokeVirtual(Type.getType(PrintStream.class), Method.getMethod("void println(java.lang.String)"));
            mg.pop();
            mg.returnValue();
            mg.endMethod();
            cw.visitEnd();

            OutputStream os = null;
            try {
                os = new FileOutputStream(className + ".class");
                os.write(cw.toByteArray());
            } finally {
                if (os != null) {
                    os.close();
                }
            }
        }
    }

    这段代码生成的类是能够运行的,有兴趣的可以自己试一下。这段代码的作用是new出一个对象之后,如果这个对象非空的话,就会产生一个输出:
        new object is not null

    当然,如果尝试用这个对象做一些其它的操作,会有错误等待着我们,因为这个对象并不是一个完整的对象。在JVM规范中有相关的解释:new指令并不能完整创建出一个新的对象,直到对未初始化的对象调用了实例初始化方法才会完成实例的创建。这段代码也正好符合《对象的生命》中的解释,它只是负责做出申请内存。当然,在JVM中,它的实际工作要略多一些,如果这个对象的类没有加载,就会加载相应的类。
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