Lambda - 认识java lambda与kotlin lambda的细微差异

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Lambda

这个估计算是一个非常有历史感的话题了,Lambda相关的文章,也有很多了,为啥还要拿出来炒炒冷饭呢?主要是最近有对Lambda的内容进行字节码处理,同时Lambda在java/kotlin/android中,都有着不一样是实现,非常有趣,因此本文算是一个记录,让我们一起去走进lambda的世界吧。当然,本文以java/kotlin视角去记录,在android中lambda的处理还不一样,我们先挖个坑,看看有没有机会填上,当然,部分的我也会夹杂的一起说!

最简单的例子

比如我们常常在写ui的时候,设置一个监听器,就是这么处理 view.setOnClickListener(v -> { Log.e("hello","123"); });

编译后的字节码

INVOKEDYNAMIC onClick()Landroid/view/View$OnClickListener; [ // handle kind 0x6 : INVOKESTATIC java/lang/invoke/LambdaMetafactory.metafactory(Ljava/lang/invoke/MethodHandles$Lookup;Ljava/lang/String;Ljava/lang/invoke/MethodType;Ljava/lang/invoke/MethodType;Ljava/lang/invoke/MethodHandle;Ljava/lang/invoke/MethodType;)Ljava/lang/invoke/CallSite; // arguments: (Landroid/view/View;)V, // handle kind 0x6 : INVOKESTATIC 这里就是我们要的方法 类名.lambda$myFunc$0(Landroid/view/View;)V, (Landroid/view/View;)V emmm,密密麻麻,我们先不管这个,这里主要是INVOKEDYNAMIC的这个指令,这里我就不再重复INVOKEDYNAMIC的由来之类的了,我们直接来看,INVOKEDYNAMIC指令执行后的产物是啥?

生成产物类

首先产物之一,肯定是setOnClickListener里面需要的一个实现OnClickListener的对象对吧!我们都知道INVOKEVIRTUAL会在操作数栈的执行一个消耗“对象”的操作,这个从哪里来,其实也很明显,就是从INVOKEDYNAMIC执行后被放入操作数栈的。

mermaid graph TD INVOKEDYNAMIC --> 生出来了OnClickListener -->INVOKEVIRTUAL消耗

当然,这个生成的类还是比较难找的,可以通过以下明=命令去翻翻

java -Djdk.internal.lambda.dumpProxyClasses 类路径

当然,在AS中也有相关的生成类,在intermediates/transform目录下,不过高版本的我找不到在哪了,如果知道的朋友也可以告诉一下

调用特定方法

我们的产物类有了,但是我们也知道,lambda不是生成一个对象那么简单,而是要调用到里面的闭包方法,比如我们本例子就是

v -> { Log.e("hello","123"); } 那么我们这个产物的方法在哪呢? 回到INVOKEDYNAMIC指令的里面,我们看到

java/lang/invoke/LambdaMetafactory.metafactory(Ljava/lang/invoke/MethodHandles$Lookup;Ljava/lang/String;Ljava/lang/invoke/MethodType;Ljava/lang/invoke/MethodType;Ljava/lang/invoke/MethodHandle;Ljava/lang/invoke/MethodType;)Ljava/lang/invoke/CallSite; // arguments: (Landroid/view/View;)V, // handle kind 0x6 : INVOKESTATIC 类名.lambda$myFunc$0(Landroid/view/View;)V, (Landroid/view/View;)V ] INVOKEVIRTUAL android/view/View.setOnClickListener (Landroid/view/View$OnClickListener;)V

这里有很多新的东西,比如LambdaMetafactory(java创建运行时类),MethodHandles等,相关概念我不赘述啦!因为有比我写的更好的文章,大家可以观看一下噢! ASM对匿名内部类、Lambda及方法引用的Hook研究

我这里特地拿出来

INVOKESTATIC 类名.lambda$myFunc$0(Landroid/view/View;)V 这里会在生成的产物类中,直接通过INVOKESTATIC方式(当然,这里只针对我们这个例子,后面会继续有说明,不一定是通过INVOKESTATIC方式)方法是lambda$myFunc$0,我们找下这个方法,可以看到,还真的有,如下

``` private static synthetic lambda$myFunc$0(Landroid/view/View;)V L0 LINENUMBER 14 L0 LDC "hello" LDC "123" INVOKESTATIC android/util/Log.e (Ljava/lang/String;Ljava/lang/String;)I POP

} ``` 这个方法就是lambda要执行的方法,只不过在字节码中包装了一层。

至此,我们就能够大概明白了,lambda究竟干了些什么

java lambda vs Koltin lambda

java lambda

我们刚刚有提到,生成的产物方法不一定通过INVOKESTATIC的方式调用,这也间接说明了,我们的lambda的包装方法,不一定是static,即不一定是静态的。

我们再来一文,

Lambda 设计参考

简单来说,java lambda按照情况,生成的方法也不同,比如当前我们的例子,它其实是一个无状态的lambda,即当前块作用域内,就能捕获到所需要的参数,所以就能直接生成一个static的方法

这里我们特地说明了块作用域,比如,下面的方法,setOnClickListener里面的lambda也依赖了一个变量a,但是他们都属于同一个块级别(函数内), void myFunc(View view){ int a = 1; view.setOnClickListener(v -> { Log.e("hello","123" +a ); }); }

生成依旧是一个static方法

``` private static synthetic lambda$myFunc$0(ILandroid/view/View;)V L0 LINENUMBER 15 L0 LDC "hello" NEW java/lang/StringBuilder DUP INVOKESPECIAL java/lang/StringBuilder. ()V LDC "123" INVOKEVIRTUAL java/lang/StringBuilder.append (Ljava/lang/String;)Ljava/lang/StringBuilder; ILOAD 0 INVOKEVIRTUAL java/lang/StringBuilder.append (I)Ljava/lang/StringBuilder; INVOKEVIRTUAL java/lang/StringBuilder.toString ()Ljava/lang/String; INVOKESTATIC android/util/Log.e (Ljava/lang/String;Ljava/lang/String;)I POP

} ```

但是,如果我们依赖当前类的一个变量,比如 ``` 类属性 public String s;

void myFunc(View view){

view.setOnClickListener(v -> {
    Log.e("hello","123" +s);
});

} ``` 此时就生成一个当前类的实例方法,在当前类可以调用到该方法

private synthetic lambda$myFunc$0(Landroid/view/View;)V L0 LINENUMBER 15 L0 LDC "hello" NEW java/lang/StringBuilder DUP INVOKESPECIAL java/lang/StringBuilder.<init> ()V LDC "123" INVOKEVIRTUAL java/lang/StringBuilder.append (Ljava/lang/String;)Ljava/lang/StringBuilder; ALOAD 0 GETFIELD com/example/suanfa/TestCals.s : Ljava/lang/String; INVOKEVIRTUAL java/lang/StringBuilder.append (Ljava/lang/String;)Ljava/lang/StringBuilder; INVOKEVIRTUAL java/lang/StringBuilder.toString ()Ljava/lang/String; INVOKESTATIC android/util/Log.e (Ljava/lang/String;Ljava/lang/String;)I POP } 同时我们也看到,这种方式会引入ALOAD 0,即this指针被捕获,因此,假如外层类与lambda生命周期不同步,就会导致内存泄漏的问题,这点需要注意噢!!同时我们也要注意,并不是所有lambda都会,像上面我们介绍的lambda就不会!

kotlin lambda

这里特地拿kotlin 出来,是因为它有与java层不一样的点,比如同样的代码,lambda依赖了外部类的属性,生成的方法还是一个静态的方法,而不是实例方法 var s: String = 123 fun test(view:View){ view.setOnClickListener { Log.e("hello","$s") } } 字节码如下

不一样的点,选择多一个外部类的参数 private final static test$lambda-0(Lcom/example/suanfa/TestKotlin;Landroid/view/View;)V L0 ALOAD 0 LDC "this$0" INVOKESTATIC kotlin/jvm/internal/Intrinsics.checkNotNullParameter (Ljava/lang/Object;Ljava/lang/String;)V L1 LINENUMBER 11 L1 LDC "hello" ALOAD 0 GETFIELD com/example/suanfa/TestKotlin.s : Ljava/lang/String; INVOKESTATIC java/lang/String.valueOf (Ljava/lang/Object;)Ljava/lang/String; INVOKESTATIC android/util/Log.e (Ljava/lang/String;Ljava/lang/String;)I POP L2 LINENUMBER 12 L2 RETURN L3 LOCALVARIABLE this$0 Lcom/example/suanfa/TestKotlin; L0 L3 0 LOCALVARIABLE it Landroid/view/View; L0 L3 1 MAXSTACK = 2 MAXLOCALS = 2 }

同样的,同一块作用域的,也当然是静态方法 fun test(view:View){ val s = "123" view.setOnClickListener { Log.e("hello","$s") } } 如下,比起依赖了外部类的属性,没有依赖的话,自然也不用把外部类对象当作参数传入 private final static test$lambda-0(Ljava/lang/String;Landroid/view/View;)V L0 ALOAD 0 LDC "$s" INVOKESTATIC kotlin/jvm/internal/Intrinsics.checkNotNullParameter (Ljava/lang/Object;Ljava/lang/String;)V L1 LINENUMBER 11 L1 LDC "hello" ALOAD 0 INVOKESTATIC java/lang/String.valueOf (Ljava/lang/Object;)Ljava/lang/String; INVOKESTATIC android/util/Log.e (Ljava/lang/String;Ljava/lang/String;)I POP L2 LINENUMBER 12 L2 RETURN L3 LOCALVARIABLE $s Ljava/lang/String; L0 L3 0 LOCALVARIABLE it Landroid/view/View; L0 L3 1 MAXSTACK = 2 MAXLOCALS = 2 }

因此,我们可以通过这两个差异,可以做一些特定的字节码逻辑。

总结

lambda的水还是挺深的,我们可以通过本文,去初步了解一些lambda的知识,同时我们也需要注意,在android中,也为了兼容lambda,做了一定的骚操作,比如我们常说的d8会对desuger做了一些操作等等。同时android的生成产物类,也会做单例的优化,这在一些场景会有不一样的坑,我们之后再见啦!