Java 桥接方法（Bridge Method）

ゝ一纸荒年。 2022-04-22 11:48 184阅读 0赞

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*   *   *   *  重写方法的返回类型是其父类返回类型的子类型
             *  重写泛型方法生成桥接

什么是「桥接方法」，下面来从两个例子中体会一下。

#### 重写方法的返回类型是其父类返回类型的子类型 ####

public class Merchant { 
        public Number actionPrice(double price) { 
            return price * 0.8;
        }
    }
    
    public class NaiveMerchant extends Merchant { 
    
        @Override
        public Double actionPrice(double price) { 
            return 0.9 * price;
        }
    
        public static void main(String[] args) { 
            Merchant merchant = new NaiveMerchant();
            // price 必须定义成 Number 类型 
            Number price = merchant.actionPrice(40);
            System.out.println(price);
        }
    }

javac  Merchant.java NaiveMerchant.java
     # 反编译字节码 
     javap -v -c NaiveMerchant

查看 NaiveMerchant.class 反编译后字节码：

public java.lang.Double actionPrice(double);
        descriptor: (D)Ljava/lang/Double;
        flags: ACC_PUBLIC
        Code:
          stack=4, locals=3, args_size=2
             0: dload_1
             1: ldc2_w        #2                  // double 0.9d
             4: dmul
             5: invokestatic  #4                  // Method java/lang/Double.valueOf:(D)Ljava/lang/Double;
             8: areturn
          LineNumberTable:
            line 13: 0
    
    // 桥接方法         
    public java.lang.Number actionPrice(double);
        descriptor: (D)Ljava/lang/Number;
        flags: ACC_PUBLIC, ACC_BRIDGE, ACC_SYNTHETIC
        Code:
          stack=3, locals=3, args_size=2
             0: aload_0
             1: dload_1
             2: invokevirtual #12                 // Method actionPrice:(D)Ljava/lang/Double;
             5: areturn
          LineNumberTable:
            line 9: 0

父类 Merchant 的 actionPrice 的返回值是 Number 类型，子类NaiveMerchant 重写 actionPrice 返回的值类似是 Double 类型，对于 Java 语言是重写的，但对于 Java 虚拟机解析来说却不是重写的，只有当两个方法的参数类型以及返回类型一致时，Java 虚拟机才会判定为重写，为了保持重写的语义，Java 编译器会在 NaiveMerchant 的字节码文件中自动生成一个桥接方法来保证重写语义：

flags: ACC_PUBLIC, ACC_BRIDGE, ACC_SYNTHETIC
    ACC_BRIDGE：表示这个一个桥接方法
    ACC_SYNTHETIC：表示这个方法由编译器自动生成
    public java.lang.Number actionPrice(double);

翻译桥接方法的字节码：

public Number actionPrice(double price) { 
         return this.actionPrice(price);
    }

这个桥接方法会去调用 NaiveMerchant 本身重写的方法。

编译器通过插入桥接方法来保证重写的语义，从而 Java 虚拟机通过方法描述符（由方法的参数类型和返回类型构成）定位到具体方法，执行方法调用：

Merchant merchant = new NaiveMerchant();
       // 这里实际上调用的则是桥接方法 
       Number price = merchant.actionPrice(40);

#### 重写泛型方法生成桥接 ####

子类在继承父类的一个泛型方法、或子类实现一个接口的泛型方法，编译器会在子类的 class 文件中自动生成桥接方法。

interface Customer { 
        String purchase();
    }
    
    class VIP implements Customer { 
        @Override
        public String purchase() { 
            return "VIP First !";
        }
    }
    
    class NOT_VIP implements Customer { 
        @Override
        public String purchase() { 
            return "VIP First !";
        }
    }
    
    abstract class MerchantOther<T extends Customer> { 
        public double actionPrice(double price, T customer) { 
            return price * 0.08;
        }
    }
    
    class VIPOnlyMerchant extends MerchantOther<VIP> { 
        @Override
        public double actionPrice(double price, VIP customer) { 
            return price * 0.07;
        }
    }
    
    public class MethodFind { 
        public static void main(String[] args) { 
            
        }
    }

反编译父类 MerchantOther 的字节码文件：  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L2ppYW9idWNob25n_size_16_color_FFFFFF_t_70]  
泛型 T 被换成了 Customer，方法签名是：

public double actionPrice(double price, Customer customer);

再看 VIPOnlyMerchant.class 的字节码：  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L2ppYW9idWNob25n_size_16_color_FFFFFF_t_70 1]  
子类的字节码中有一个编译器自动生成的桥接方法，这个桥接方法翻译成 Java 代码就是：

public double actionPrice(double price, Customer customer) { 
        return this.actionPrice(price, (VIP) customer);
    }

桥接方法调用了子类重写的泛型方法，执行下面的代码：

public static void main(String[] args) { 
            MerchantOther merchantOther = new VIPOnlyMerchant();
            // 调用实际的方法
            merchantOther.actionPrice(80, new VIP());
            // 调用的是桥接方法，出现 java.lang.ClassCastException 的异常
            merchantOther.actionPrice(90, new NOT_VIP());
        }

由于**泛型擦除**，父类 MerchantOther 的参数实际上是 Customer 类型，为了保证重写的语义，兼容 1.5（泛型是在 1.5 引入的） 之前的字节码文件，所以生成桥接方法。`new NOT_VIP()` 传入 Customer 类型的参数，编译器也不会发现错误。运行时调用了桥接方法，桥接方法中使用 VIP 进行强制类型转换，当参数类型不是 VIP 时，就会抛出类型转换异常。

参考：[Effects of Type Erasure and Bridge Methods][]  
[Java Bridge Method 详解][Java Bridge Method]  
[Java中什么是bridge method（桥接方法）][Java_bridge method]

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[Effects of Type Erasure and Bridge Methods]: https://docs.oracle.com/javase/tutorial/java/generics/bridgeMethods.html
[Java Bridge Method]: https://www.jianshu.com/p/250030ea9b28
[Java_bridge method]: https://blog.csdn.net/mhmyqn/article/details/47342577