前提

上一篇文章复习介绍了JDK中注解的底层实现，跟注解一样比较常用，但是底层实现比较神秘的还有枚举类型。趁着国庆假期的最后两天，把JDK中枚举的底层实现也进行一次探究。

通过例子查找本质

在探究JDK注解的底层实现的时候，因为预先参考了不少资料，所以整个过程有点"未卜先知"的意味，这里尝试用未知的角度去看注解的底层实现。先定义一个手机操作系统类型枚举PhoneOsEnum：

package club.throwable.enumeration;

public enum PhoneOsEnum {

	/**

	 * 安卓

	 */

	ANDROID(1, "android"),

	/**

	 * ios

	 */

	IOS(2, "ios");

	private final Integer type;

	private final String typeName;

	PhoneOsEnum(Integer type, String typeName) {

		this.type = type;

		this.typeName = typeName;

	}

	public Integer getType() {

		return type;

	}

	public String getTypeName() {

		return typeName;

	}

}

这是一个很简单的枚举，接着使用JDK的反编译工具反编译出其字节码，执行下面的命令：

javap -c -v D:\Projects\rxjava-seed\target\classes\club\throwable\enumeration\PhoneOsEnum.class

然后就得到了关于PhoneOsEnum.class的很长的字节码，这里全部贴出来：

Classfile /D:/Projects/rxjava-seed/target/classes/club/throwable/enumeration/PhoneOsEnum.class

  Last modified 2018-10-6; size 1561 bytes

  MD5 checksum 6d3186042f54233219000927a2f196aa

  Compiled from "PhoneOsEnum.java"

public final class club.throwable.enumeration.PhoneOsEnum extends java.lang.Enum<club.throwable.enumeration.PhoneOsEnum>

  minor version: 0

  major version: 52

  flags: ACC_PUBLIC, ACC_FINAL, ACC_SUPER, ACC_ENUM

Constant pool:

   #1 = Fieldref           #4.#49         // club/throwable/enumeration/PhoneOsEnum.$VALUES:[Lclub/throwable/enumeration/PhoneOsEnum;

   #2 = Methodref          #50.#51        // "[Lclub/throwable/enumeration/PhoneOsEnum;".clone:()Ljava/lang/Object;

   #3 = Class              #26            // "[Lclub/throwable/enumeration/PhoneOsEnum;"

   #4 = Class              #52            // club/throwable/enumeration/PhoneOsEnum

   #5 = Methodref          #17.#53        // java/lang/Enum.valueOf:(Ljava/lang/Class;Ljava/lang/String;)Ljava/lang/Enum;

   #6 = Methodref          #17.#54        // java/lang/Enum."<init>":(Ljava/lang/String;I)V

   #7 = Fieldref           #4.#55         // club/throwable/enumeration/PhoneOsEnum.type:Ljava/lang/Integer;

   #8 = Fieldref           #4.#56         // club/throwable/enumeration/PhoneOsEnum.typeName:Ljava/lang/String;

   #9 = String             #18            // ANDROID

  #10 = Methodref          #57.#58        // java/lang/Integer.valueOf:(I)Ljava/lang/Integer;

  #11 = String             #59            // android

  #12 = Methodref          #4.#60         // club/throwable/enumeration/PhoneOsEnum."<init>":(Ljava/lang/String;ILjava/lang/Integer;Ljava/lang/String;)V

  #13 = Fieldref           #4.#61         // club/throwable/enumeration/PhoneOsEnum.ANDROID:Lclub/throwable/enumeration/PhoneOsEnum;

  #14 = String             #20            // IOS

  #15 = String             #62            // ios

  #16 = Fieldref           #4.#63         // club/throwable/enumeration/PhoneOsEnum.IOS:Lclub/throwable/enumeration/PhoneOsEnum;

  #17 = Class              #64            // java/lang/Enum

  #18 = Utf8               ANDROID

  #19 = Utf8               Lclub/throwable/enumeration/PhoneOsEnum;

  #20 = Utf8               IOS

  #21 = Utf8               type

  #22 = Utf8               Ljava/lang/Integer;

  #23 = Utf8               typeName

  #24 = Utf8               Ljava/lang/String;

  #25 = Utf8               $VALUES

  #26 = Utf8               [Lclub/throwable/enumeration/PhoneOsEnum;

  #27 = Utf8               values

  #28 = Utf8               ()[Lclub/throwable/enumeration/PhoneOsEnum;

  #29 = Utf8               Code

  #30 = Utf8               LineNumberTable

  #31 = Utf8               valueOf

  #32 = Utf8               (Ljava/lang/String;)Lclub/throwable/enumeration/PhoneOsEnum;

  #33 = Utf8               LocalVariableTable

  #34 = Utf8               name

  #35 = Utf8               <init>

  #36 = Utf8               (Ljava/lang/String;ILjava/lang/Integer;Ljava/lang/String;)V

  #37 = Utf8               this

  #38 = Utf8               Signature

  #39 = Utf8               (Ljava/lang/Integer;Ljava/lang/String;)V

  #40 = Utf8               getType

  #41 = Utf8               ()Ljava/lang/Integer;

  #42 = Utf8               getTypeName

  #43 = Utf8               ()Ljava/lang/String;

  #44 = Utf8               <clinit>

  #45 = Utf8               ()V

  #46 = Utf8               Ljava/lang/Enum<Lclub/throwable/enumeration/PhoneOsEnum;>;

  #47 = Utf8               SourceFile

  #48 = Utf8               PhoneOsEnum.java

  #49 = NameAndType        #25:#26        // $VALUES:[Lclub/throwable/enumeration/PhoneOsEnum;

  #50 = Class              #26            // "[Lclub/throwable/enumeration/PhoneOsEnum;"

  #51 = NameAndType        #65:#66        // clone:()Ljava/lang/Object;

  #52 = Utf8               club/throwable/enumeration/PhoneOsEnum

  #53 = NameAndType        #31:#67        // valueOf:(Ljava/lang/Class;Ljava/lang/String;)Ljava/lang/Enum;

  #54 = NameAndType        #35:#68        // "<init>":(Ljava/lang/String;I)V

  #55 = NameAndType        #21:#22        // type:Ljava/lang/Integer;

  #56 = NameAndType        #23:#24        // typeName:Ljava/lang/String;

  #57 = Class              #69            // java/lang/Integer

  #58 = NameAndType        #31:#70        // valueOf:(I)Ljava/lang/Integer;

  #59 = Utf8               android

  #60 = NameAndType        #35:#36        // "<init>":(Ljava/lang/String;ILjava/lang/Integer;Ljava/lang/String;)V

  #61 = NameAndType        #18:#19        // ANDROID:Lclub/throwable/enumeration/PhoneOsEnum;

  #62 = Utf8               ios

  #63 = NameAndType        #20:#19        // IOS:Lclub/throwable/enumeration/PhoneOsEnum;

  #64 = Utf8               java/lang/Enum

  #65 = Utf8               clone

  #66 = Utf8               ()Ljava/lang/Object;

  #67 = Utf8               (Ljava/lang/Class;Ljava/lang/String;)Ljava/lang/Enum;

  #68 = Utf8               (Ljava/lang/String;I)V

  #69 = Utf8               java/lang/Integer

  #70 = Utf8               (I)Ljava/lang/Integer;

{

  public static final club.throwable.enumeration.PhoneOsEnum ANDROID;

    descriptor: Lclub/throwable/enumeration/PhoneOsEnum;

    flags: ACC_PUBLIC, ACC_STATIC, ACC_FINAL, ACC_ENUM

  public static final club.throwable.enumeration.PhoneOsEnum IOS;

    descriptor: Lclub/throwable/enumeration/PhoneOsEnum;

    flags: ACC_PUBLIC, ACC_STATIC, ACC_FINAL, ACC_ENUM

  public static club.throwable.enumeration.PhoneOsEnum[] values();

    descriptor: ()[Lclub/throwable/enumeration/PhoneOsEnum;

    flags: ACC_PUBLIC, ACC_STATIC

    Code:

      stack=1, locals=0, args_size=0

         0: getstatic     #1                  // Field $VALUES:[Lclub/throwable/enumeration/PhoneOsEnum;

         3: invokevirtual #2                  // Method "[Lclub/throwable/enumeration/PhoneOsEnum;".clone:()Ljava/lang/Object;

         6: checkcast     #3                  // class "[Lclub/throwable/enumeration/PhoneOsEnum;"

         9: areturn

      LineNumberTable:

        line 9: 0

  public static club.throwable.enumeration.PhoneOsEnum valueOf(java.lang.String);

    descriptor: (Ljava/lang/String;)Lclub/throwable/enumeration/PhoneOsEnum;

    flags: ACC_PUBLIC, ACC_STATIC

    Code:

      stack=2, locals=1, args_size=1

         0: ldc           #4                  // class club/throwable/enumeration/PhoneOsEnum

         2: aload_0

         3: invokestatic  #5                  // Method java/lang/Enum.valueOf:(Ljava/lang/Class;Ljava/lang/String;)Ljava/lang/Enum;

         6: checkcast     #4                  // class club/throwable/enumeration/PhoneOsEnum

         9: areturn

      LineNumberTable:

        line 9: 0

      LocalVariableTable:

        Start  Length  Slot  Name   Signature

            0      10     0  name   Ljava/lang/String;

  public java.lang.Integer getType();

    descriptor: ()Ljava/lang/Integer;

    flags: ACC_PUBLIC

    Code:

      stack=1, locals=1, args_size=1

         0: aload_0

         1: getfield      #7                  // Field type:Ljava/lang/Integer;

         4: areturn

      LineNumberTable:

        line 31: 0

      LocalVariableTable:

        Start  Length  Slot  Name   Signature

            0       5     0  this   Lclub/throwable/enumeration/PhoneOsEnum;

  public java.lang.String getTypeName();

    descriptor: ()Ljava/lang/String;

    flags: ACC_PUBLIC

    Code:

      stack=1, locals=1, args_size=1

         0: aload_0

         1: getfield      #8                  // Field typeName:Ljava/lang/String;

         4: areturn

      LineNumberTable:

        line 35: 0

      LocalVariableTable:

        Start  Length  Slot  Name   Signature

            0       5     0  this   Lclub/throwable/enumeration/PhoneOsEnum;

  static {};

    descriptor: ()V

    flags: ACC_STATIC

    Code:

      stack=6, locals=0, args_size=0

         0: new           #4                  // class club/throwable/enumeration/PhoneOsEnum

         3: dup

         4: ldc           #9                  // String ANDROID

         6: iconst_0

         7: iconst_1

         8: invokestatic  #10                 // Method java/lang/Integer.valueOf:(I)Ljava/lang/Integer;

        11: ldc           #11                 // String android

        13: invokespecial #12                 // Method "<init>":(Ljava/lang/String;ILjava/lang/Integer;Ljava/lang/String;)V

        16: putstatic     #13                 // Field ANDROID:Lclub/throwable/enumeration/PhoneOsEnum;

        19: new           #4                  // class club/throwable/enumeration/PhoneOsEnum

        22: dup

        23: ldc           #14                 // String IOS

        25: iconst_1

        26: iconst_2

        27: invokestatic  #10                 // Method java/lang/Integer.valueOf:(I)Ljava/lang/Integer;

        30: ldc           #15                 // String ios

        32: invokespecial #12                 // Method "<init>":(Ljava/lang/String;ILjava/lang/Integer;Ljava/lang/String;)V

        35: putstatic     #16                 // Field IOS:Lclub/throwable/enumeration/PhoneOsEnum;

        38: iconst_2

        39: anewarray     #4                  // class club/throwable/enumeration/PhoneOsEnum

        42: dup

        43: iconst_0

        44: getstatic     #13                 // Field ANDROID:Lclub/throwable/enumeration/PhoneOsEnum;

        47: aastore

        48: dup

        49: iconst_1

        50: getstatic     #16                 // Field IOS:Lclub/throwable/enumeration/PhoneOsEnum;

        53: aastore

        54: putstatic     #1                  // Field $VALUES:[Lclub/throwable/enumeration/PhoneOsEnum;

        57: return

      LineNumberTable:

        line 14: 0

        line 19: 19

        line 9: 38

}

Signature: #46                          // Ljava/lang/Enum<Lclub/throwable/enumeration/PhoneOsEnum;>;

SourceFile: "PhoneOsEnum.java"

先看类的签名是public final class club.throwable.enumeration.PhoneOsEnum extends java.lang.Enum<club.throwable.enumeration.PhoneOsEnum>，它的父类是java.lang.Enum，父类的泛型就是自身club.throwable.enumeration.PhoneOsEnum。上面的字节码的可读性相对比较低，直接翻译为Java代码(当然我们不能声明一个类直接继承java.lang.Enum，这里仅仅为了说明反编译后的枚举类的原型)如下：

public final class PhoneOsEnumeration extends Enum<PhoneOsEnumeration> {

	public PhoneOsEnumeration(String name, int ordinal, Integer type, String typeName) {

		super(name, ordinal);

		this.type = type;

		this.typeName = typeName;

	}

	public Integer getType() {

		return type;

	}

	public String getTypeName() {

		return typeName;

	}

	public static PhoneOsEnumeration[] values() {

		return $VALUES.clone();

	}

	public static PhoneOsEnumeration valueOf(String name) {

		return Enum.valueOf(PhoneOsEnumeration.class, name);

	}

	private final Integer type;

	private final String typeName;

	public static final PhoneOsEnumeration ANDROID;

	public static final PhoneOsEnumeration IOS;

	private static final PhoneOsEnumeration[] $VALUES;

	static {

		ANDROID = new PhoneOsEnumeration("ANDROID", 0, 1, "android");

		IOS = new PhoneOsEnumeration("IOS", 1, 2, "ios");

		$VALUES = new PhoneOsEnumeration[]{ANDROID, IOS};

	}

}

概括来说就是成员变量都是通过静态代码块声明，这里注意一点父类Enum实例化的时候需要覆盖父类构造器protected Enum(String name, int ordinal)，其他方法的实现都是十分简单。

JDK的枚举描述

国际惯例，先看一下JavaSE-8的语言规范中JLS-8.9对枚举类型的定义和描述：

感觉有点似曾相识，总结一下重要内容有以下几点：

枚举的声明格式是：{ClassModifier} enum Identifier [Superinterfaces] EnumBody，ClassModifier是修饰符，Identifier是枚举的名称可以类比为类名，枚举类型可以实现接口。
枚举类型不能使用abstract或者final修饰，否则会产生编译错误。
枚举类型的直接超类是java.lang.Enum。
枚举类型除了枚举常量定义之外没有其他实例，也就是枚举类型不能实例化。
枚举类型禁用反射操作进行实例化(这个特性就是Effetive Java中推荐使用枚举实现单例的原因)。

枚举的公共父类java.lang.Enum的源码如下(已经去掉全部注释)：

public abstract class Enum<E extends Enum<E>>

        implements Comparable<E>, Serializable {

    private final String name; 

    public final String name() {

        return name;

    } 

    private final int ordinal;

    public final int ordinal() {

        return ordinal;

    }

    protected Enum(String name, int ordinal) {

        this.name = name;

        this.ordinal = ordinal;

    }

    public String toString() {

        return name;

    }

    public final boolean equals(Object other) {

        return this==other;

    }

    public final int hashCode() {

        return super.hashCode();

    } 

    protected final Object clone() throws CloneNotSupportedException {

        throw new CloneNotSupportedException();

    }  

    public final int compareTo(E o) {

        Enum<?> other = (Enum<?>)o;

        Enum<E> self = this;

        if (self.getClass() != other.getClass() && // optimization

            self.getDeclaringClass() != other.getDeclaringClass())

            throw new ClassCastException();

        return self.ordinal - other.ordinal;

    }

    public final Class<E> getDeclaringClass() {

        Class<?> clazz = getClass();

        Class<?> zuper = clazz.getSuperclass();

        return (zuper == Enum.class) ? (Class<E>)clazz : (Class<E>)zuper;

    } 

    public static <T extends Enum<T>> T valueOf(Class<T> enumType,

                                                String name) {

        T result = enumType.enumConstantDirectory().get(name);

        if (result != null)

            return result;

        if (name == null)

            throw new NullPointerException("Name is null");

        throw new IllegalArgumentException(

            "No enum constant " + enumType.getCanonicalName() + "." + name);

    }  

    protected final void finalize() { }

    private void readObject(ObjectInputStream in) throws IOException,

        ClassNotFoundException {

        throw new InvalidObjectException("can't deserialize enum");

    }

    private void readObjectNoData() throws ObjectStreamException {

        throw new InvalidObjectException("can't deserialize enum");

    }

}

大部分方法都比较简单，值得注意的几点是：

1、valueOf方法依赖到的Class<?>#enumConstantDirectory()，这个方法首次调用完成之后，结果会缓存在Class<?>#enumConstantDirectory变量中。
2、Enum实现了Serializable接口，但是readObject和readObjectNoData直接抛出了InvalidObjectException异常，注释说到是"防止默认的反序列化"，这一点有点不明不白，既然禁用反序列化为何要实现Serializable接口，这里可能考虑到是否实现Serializable接口应该交给开发者决定。
3、Enum禁用克隆。

小结

JDK中枚举的底层实现就是使用了enum关键字声明的枚举类编译后最终会变成public final修饰同时实现了泛型接口java.lang.Enum并且指定泛型参数为自身的普通Java类，而成员属性和方法实现相关都是在编译完成后就已经成型的，枚举类型的成员变量都是通过静态代码块声明的。

(本文完 c-1-d e-20181006)

JDK中枚举的底层实现的更多相关文章

JDK中注解的底层实现
前提用Java快三年了,注解算是一个常用的类型,特别是在一些框架里面会大量使用注解做组件标识.配置或者策略.但是一直没有深入去探究JDK中的注解到底是什么,底层是怎么实现了?于是参考了一些资料,做了 ...
冷饭新炒：理解JDK中UUID的底层实现
前提 UUID是Universally Unique IDentifier的缩写,翻译为通用唯一标识符或者全局唯一标识符.对于UUID的描述,下面摘录一下规范文件A Universally Uniqu ...
JDK中的BitMap实现之BitSet源码分析
前提本文主要内容是分析JDK中的BitMap实现之java.util.BitSet的源码实现,基于JDK11编写,其他版本的JDK不一定合适. 文中的图比特低位实际应该是在右边,但是为了提高阅读体验 ...
Java中集合框架，Collection接口、Set接口、List接口、Map接口，已经常用的它们的实现类，简单的JDK源码分析底层实现
(一)集合框架: Java语言的设计者对常用的数据结构和算法做了一些规范(接口)和实现(实现接口的类).所有抽象出来的数据结构和操作(算法)统称为集合框架. 程序员在具体应用的时候,不必考虑数据结构和 ...
13万字详细分析JDK中Stream的实现原理
前提 Stream是JDK1.8中首次引入的,距今已经过去了接近8年时间(JDK1.8正式版是2013年底发布的).Stream的引入一方面极大地简化了某些开发场景,另一方面也可能降低了编码的可读性( ...
JDK中的URLConnection参数详解
针对JDK中的URLConnection连接Servlet的问题,网上有虽然有所涉及,但是只是说明了某一个或几个问题,是以FAQ的方式来解决的,而且比较零散,现在对这个类的使用就本人在项目中的使用经验 ...
转：JDK中的URLConnection参数详解
针对JDK中的URLConnection连接Servlet的问题,网上有虽然有所涉及,但是只是说明了某一个或几个问题,是以FAQ的方式来解决的,而且比较零散,现在对这个类的使用就本人在项目中的使用经验 ...
Java原子类中CAS的底层实现
Java原子类中CAS的底层实现从Java到c++到汇编, 深入讲解cas的底层原理. 介绍原理前, 先来一个Demo 以AtomicBoolean类为例.先来一个调用cas的demo. 主线程在f ...
jdk中的简单并发，需要掌握
前言开心一刻小时候有一次爸爸带我去偷村头别人家的梨子,我上树摘,爸爸在下面放风,正摘着主人来了,爸爸指着我破口大骂:臭小子,赶紧给我滚下来,敢偷吃别人家梨子,看我不打死你.主人家赶紧说:没事没事, ...

随机推荐

51nod1648 洞 LCT
非常简单的一眼LCT,然而我没有在20min内码完,太失败了... 第一问,直接查根的前驱第二问,查链的子树大小复杂度$O((n + m) log n)$ #include <cstdio& ...
bzoj 2815 灭绝树
对于一个食物网(一个DAG),一个物种死亡后,某些物种就必然死亡,求出必然死亡的是那些物种. 灭绝树的另一种含义是:“灭绝树跟节点到节点u的路径上的节点由那些原图中从根节点到节点u的所有路径中都经过了 ...
Loj10086 Easy SSSP
试题描述输入数据给出一个有 N 个节点,M 条边的带权有向图.要求你写一个程序,判断这个有向图中是否存在负权回路.如果从一个点沿着某条路径出发,又回到了自己,而且所经过的边上的权和小于 0,就说 ...
PAT甲级1012. The Best Rank
PAT甲级1012. The Best Rank 题意: 为了评估我们第一年的CS专业学生的表现,我们只考虑他们的三个课程的成绩:C - C编程语言,M - 数学(微积分或线性代数)和E - 英语.同 ...
MySQL主库切换那些事
最近连续经历了机架掉电和交换机挂掉,着实切了不少主库,虽然过程心惊胆跳,但是也算是上过战场,经过了实战演习,相信TEAM中的小伙伴们对于切主库已经可以驾轻就熟了. MySQL的主库切换也属于DBA的一 ...
Spring EL bean引用实例
在Spring EL,可以使用点(.)符号嵌套属性参考一个bean.例如,“bean.property_name”. public class Customer { @Value("#{ad ...
wpf 分别用前台和后台两种方法绘制矩形填充
xaml: <Window x:Class="WpfApplication1.MainWindow" xmlns="http://schemas.microsoft ...
学习mfc书籍
Visual C++ and MFC Programming http://www.math.hcmuns.edu.vn/~tatuana/C%20For%20Win/MFC/Tai%20Lieu%2 ...
NHibernate 3 Beginner's Guide
前言这一章是一个完整的NHibernate的Simple,原文中用Fluent NHibernate做映射,但我使用NHibernate3.2版本,所以3.2的Conformist代替Fluent ...
.Net4.0并行库介绍——Task
Task和ThreadPool的功能类似,可以用来创建一些轻量级的并行任务.对于将一个任务放进线程池 ThreadPool.QueueUserWorkItem(A); 这段代码用Task来实现 ...

JDK中枚举的底层实现

前提

通过例子查找本质

JDK的枚举描述

小结

JDK中枚举的底层实现的更多相关文章

随机推荐

热门专题