5

Без всяких лишних слов напишу код:

public class A {

    static Object f() {
        String str = "hello";
        str = "world";     //   (1) ошибка компиляции!

        class X extends Object {
            public String toString() {
                return str;
            }
        }

        return new X();
    }

    static Object g() {
        String[] s = { "hello", "silence" };
        s[0] = "World";      //   (2) НЕТ ошибки компиляции.

        class X extends Object{
            public String toString() {
                return s[0];
            }
        }

        return new X();
    }

    public static void main(String[] args) {
    }

}

Закомментирование строки (1) даст компилятору понять, что str в f() есть effectively final, код скомпилируется.
Закомментирование строки (2) не нужно. Ведь s -- ссылка на массив, которая не изменяется. Взятие s[0] затем законно.

Вопрос: Зачем от нас требую использование только final или effectively final локальных переменных в локальном классе? Я могу работать с первой ячейкой массива s и всё у меня будет замечательно.


Мои мысли и непонятки: как вообще будет выглядеть код объекта класса f().X ? Это будет объект с кодом из Object, но его метод toString() будет таким (псевдокод):

public String toString() {
    return 0x47e9c2dd;
}

Где, как понимаю, 0x47e9c2dd адрес той самой строки str? Но если бы оно работало так, то какая разница какой адрес мы бы положили в этот метод, когда создавали экземпляр класса f().X ...


Так же не понимаю: мы определяем метод toString() класса f().X ссылаясь на локальную переменную str, которая (как ссылка) исчезнет по завершению работы f(), но при том объект возвращённый из f() содержит в своём toString() ссылку на str (как объект). Значит у нас тратится RAM на то, чтобы держать метод f().X.toString() определённым?....


В общем я очень запутался, совершенно не понимаю происходящего с этими локальными классами в том свете, что на нас возложено это странное требование на final или effectively final. Объясните происходящее, пожалуйста...

1 ответ 1

3

В Java замыкания захватывают значения, а не переменные. При компиляции внутреннего класса, Java создаст в нём поле для хранения значения переменной, "захваченной" из внешней области видимости:

$ javac A.java
$ javap A$1X

Compiled from "A.java"
class A$1X {
  final java.lang.String val$str; // <-- "hello"
  A$1X();
  public java.lang.String toString();
}

У требования к неизменяемости обеих переменных есть несколько причин.

Уверен, самым главным было то, что Java позиционируется как язык, в корне пресекающий возможность совершения множества ошибок и вынуждающий программистов писать правильный код. А классические замыкания - это не самая простая и интуитивно понятная тема. Поэтому в Java замыкания сознательно ограничили и сделали более простыми.

Кроме того, если реализовывать классические замыкания, то необходимо было бы каким-то образом сохранять захваченную переменную. Например, выделять место в куче. Во-первых, это потребовало бы доработки виртуальной машины и, возможно, изменения байт-кода. Во-вторых, это повод для утечек памяти.

Можно было бы сделать поле val$str изменяемым, но это усложнило бы и замедлило использование анонимных классов и лямбда-выражений в многопоточной среде. Можно было бы дать программисту возможность выбирать, когда это поле финальное, а когда нет, но тогда оно перестаёт быть неявным и мы опять приходит к необходимости доработки виртуальной машины, усложнению языка и поводам для ошибок.

Можно было бы не ограничивать изменяемость переменной из внешней области видимости, но на уровне языка переменная str одна, вероятность того, что в разных областях видимости она может иметь разные значения - это ещё больший повод для ошибок, чем классические замыкания.

Подытоживая, ограничение на неизменяемость переменных одновременно сделало и язык лучше, и техническую реализацию замыканий проще.

Кое-что об этом можно почитать у Брайана Гетца в "State of the Lambda: Variable capture".

2
  • Думаю сейчас задам хороший дополнительный вопрос, ответив на который, пожалуйста(!), Вы поможете многим: говорится: «Кроме того, если реализовывать классические замыкания, то необходимо было бы каким-то образом сохранять захваченную переменную. Например, выделять место в куче.» Вопрос: а разве место для финальной ссылки val$str при создании экземпляра A$1X не выделяется? То есть, когда вызывается метод toString() этого самого экземпляра, у нас нет значения ссылки val$str? Т.е. чтобы узнать на что ссылается эта ссылка, JVM открывает метод A.f() и берёт от туда значение?...
    – Direct
    26 янв 2018 в 11:29
  • Я имел ввиду, что трюк со скрытым полем позволил добавить в Java замыкания всего лишь небольшой модификацией компилятора, не изменяя ничего в виртуальной машине, не добавляя новых механизмов. В V8, например, для сохранения замыканий создаётся специальный объект контекста, а в СPython стековый кадр сохраняется в куче до тех пор, пока существует замыкание. 27 янв 2018 в 5:58

Ваш ответ

By clicking “Отправить ответ”, you agree to our terms of service and acknowledge that you have read and understand our privacy policy and code of conduct.

Всё ещё ищете ответ? Посмотрите другие вопросы с метками или задайте свой вопрос.