为什么我不能在这里使用.invokeExact(),即使MethodType没问题呢？

Question

对于我的一个项目,我必须对构造函数进行动态调用.但由于这是Java 7,而不是"经典"反射API,我使用java.lang.invoke.

码:

@ParametersAreNonnullByDefault
public class PathMatcherProvider
{
    private static final MethodHandles.Lookup LOOKUP
        = MethodHandles.publicLookup();
    private static final MethodType CONSTRUCTOR_TYPE
        = MethodType.methodType(void.class, String.class);

    private final Map<String, Class<? extends PathMatcher>> classMap
        = new HashMap<>();
    private final Map<Class<? extends PathMatcher>, MethodHandle> handleMap
        = new HashMap<>();

    public PathMatcherProvider()
    {
        registerPathMatcher("glob", GlobPathMatcher.class);
        registerPathMatcher("regex", RegexPathMatcher.class);
    }

    public final PathMatcher getPathMatcher(final String name, final String arg)
    {
        Objects.requireNonNull(name);
        Objects.requireNonNull(arg);

        final Class<? extends PathMatcher> c = classMap.get(name);
        if (c == null)
            throw new UnsupportedOperationException();

        try {
            return c.cast(handleMap.get(c).invoke(arg));
        } catch (Throwable throwable) {
            throw new RuntimeException("Unhandled exception", throwable);
        }
    }

    protected final void registerPathMatcher(@Nonnull final String name,
        @Nonnull final Class<? extends PathMatcher> matcherClass)
    {
        Objects.requireNonNull(name);
        Objects.requireNonNull(matcherClass);
        try {
            classMap.put(name, matcherClass);
            handleMap.put(matcherClass, findConstructor(matcherClass));
        } catch (NoSuchMethodException | IllegalAccessException e) {
            throw new RuntimeException("cannot find constructor", e);
        }
    }

    private static <T extends PathMatcher> MethodHandle findConstructor(
        final Class<T> matcherClass)
        throws NoSuchMethodException, IllegalAccessException
    {
        Objects.requireNonNull(matcherClass);
        return LOOKUP.findConstructor(matcherClass, CONSTRUCTOR_TYPE);
    }

    public static void main(final String... args)
    {
        new PathMatcherProvider().getPathMatcher("regex", "^a");
    }
}

好的,这很有效.

我遇到的问题是这一行:

return c.cast(handleMap.get(c).invoke(arg));

如果我更换invoke有invokeExact,我得到这个堆栈跟踪:

Exception in thread "main" java.lang.RuntimeException: Unhandled exception
    at com.github.fge.filesystem.path.matchers.PathMatcherProvider.getPathMatcher(PathMatcherProvider.java:62)
    at com.github.fge.filesystem.path.matchers.PathMatcherProvider.main(PathMatcherProvider.java:89)
    at sun.reflect.NativeMethodAccessorImpl.invoke0(Native Method)
    at sun.reflect.NativeMethodAccessorImpl.invoke(NativeMethodAccessorImpl.java:57)
    at sun.reflect.DelegatingMethodAccessorImpl.invoke(DelegatingMethodAccessorImpl.java:43)
    at java.lang.reflect.Method.invoke(Method.java:606)
    at com.intellij.rt.execution.application.AppMain.main(AppMain.java:134)
Caused by: java.lang.invoke.WrongMethodTypeException: expected (String)RegexPathMatcher but found (String)Object
    at java.lang.invoke.Invokers.newWrongMethodTypeException(Invokers.java:350)
    at java.lang.invoke.Invokers.checkExactType(Invokers.java:361)
    at com.github.fge.filesystem.path.matchers.PathMatcherProvider.getPathMatcher(PathMatcherProvider.java:60)

我不太清楚.两者GlobPathMatcher并RegexPathMatcher用一个构造函数具有String作为参数,并MethodType为双方因此,什么是定义CONSTRUCTOR_TYPE.如果不是,我无论如何都不能"抓住" MethodHandle.

然而我得到了一个WrongMethodTypeException.为什么？

---

编辑:这是我读完答案后的代码; 现在我不需要中间地图:我只需要有一个地图,将a映射String到MethodHandle:

@ParametersAreNonnullByDefault
public class PathMatcherProvider
{
    private static final MethodHandles.Lookup LOOKUP
        = MethodHandles.publicLookup();
    private static final MethodType CONSTRUCTOR_TYPE
        = MethodType.methodType(void.class, String.class);

    private final Map<String, MethodHandle> handleMap
        = new HashMap<>();

    public PathMatcherProvider()
    {
        registerPathMatcher("glob", GlobPathMatcher.class);
        registerPathMatcher("regex", RegexPathMatcher.class);
    }

    public final PathMatcher getPathMatcher(final String name, final String arg)
    {
        Objects.requireNonNull(name);
        Objects.requireNonNull(arg);

        final MethodHandle handle = handleMap.get(name);
        if (handle == null)
            throw new UnsupportedOperationException();

        try {
            return (PathMatcher) handle.invokeExact(arg);
        } catch (Throwable throwable) {
            throw new RuntimeException("Unhandled exception", throwable);
        }
    }

    protected final void registerPathMatcher(@Nonnull final String name,
        @Nonnull final Class<? extends PathMatcher> matcherClass)
    {
        Objects.requireNonNull(name);
        Objects.requireNonNull(matcherClass);

        final MethodHandle handle;
        final MethodType type;

        try {
            handle = LOOKUP.findConstructor(matcherClass, CONSTRUCTOR_TYPE);
            type = handle.type().changeReturnType(PathMatcher.class);
            handleMap.put(name, handle.asType(type));
        } catch (NoSuchMethodException | IllegalAccessException e) {
            throw new RuntimeException("cannot find constructor", e);
        }
    }
}

Answer 1

当编译器发出invokeExact调用时,它会将Object记录为预期的返回类型.从MethodHandle javadoc(强调我的):

与通常的虚方法一样,源级调用invokeExact并调用compile到invokevirtual指令.更不寻常的是,编译器必须记录实际的参数类型,并且可能不会对参数执行方法调用转换.相反,它必须根据自己未转换的类型将它们推入堆栈.方法句柄对象本身在参数之前被压入堆栈.然后,编译器使用符号类型描述符调用方法句柄,该描述符描述参数和返回类型.

要发出完整的符号类型描述符,编译器还必须确定返回类型.这是基于对方法调用表达式的强制转换(如果有),或者如果调用是表达式则为Object,否则如果调用是语句则为void.演员表可以是原始类型(但不是空白).

在运行时,方法句柄实际上返回RegexPathMatcher,因此invokeExact失败并出现WrongMethodTypeException.

您需要使用(编译时)强制转换显式指定返回类型:

return (RegexPathMatcher)handleMap.get(c).invokeExact(arg);

除非您需要在不同的PathMatcher实现上具有通用性,因此您应该使用asType转换方法句柄以返回PathMatcher,然后使用PathMatcher作为预期的返回类型进行调用.

//in findConstructor
MethodHandle h = LOOKUP.findConstructor(matcherClass, CONSTRUCTOR_TYPE);
return h.asType(h.type().changeReturnType(PathMatcher.class));

//in getPathMatcher
return (PathMatcher)handleMap.get(c).invokeExact(arg);

Answer 2

经过 3 年的发帖，我来读这个，虽然答案确实是正确的，但很难掌握所有内容。因此，恕我直言，我将发布一种稍微不同的方法（以防像我这样的人不得不挠头两次才能真正理解）。

这里的主要问题是两个不同的调用：invoke和invokeExact。但是首先，源代码中的这两个方法都被注释了

@多态签名

也称为compiler overloads。java编译器对这些方法进行了非常特殊的处理——没有其他方法以相同的方式处理。

为了理解，让我们提供一个例子。这是一个具有单一方法的简单类：

static class Calle {

    public Object go(Object left, Object right) {
        // do something with left and right
        return new Object();
    }

}

编译它并查看生成的字节码是什么样子的 ( javap -c Calle.class)。在一些行中会有这个方法：

public java.lang.Object go(java.lang.Object, java.lang.Object);

它的签名是：two arguments of type java.lang.Object and a return of type java.lang.Object。到现在为止还挺好。

所以这样做是完全合法的：

 Calle c = new Calle();
 int left = 3;
 int right = 4;
 c.go(left, right);

其字节码将如下所示：

invokevirtual #5 // Method CompilerOverloads$Calle.go:(Ljava/lang/Object;Ljava/lang/Object;)Ljava/lang/Object;

该方法需要两个对象，两个整数作为参数传递是完全合法的。

现在想想方法的定义：

 MethodHandle#invoke

它的签名是 java.lang.Object var arg 并返回一个 java.lang.Object。

那么这段代码将如何编译？

 Lookup l = MethodHandles.lookup();
 MethodType type = MethodType.methodType(Object.class, Object.class, Object.class);
 MethodHandle handle = l.findVirtual(Calle.class, "go", type);
 Object result = handle.invoke(c, left, right); // what is generated here?

有趣的是，它的编译与我们的非常不同 Calle::go

  Method java/lang/invoke/MethodHandle.invoke:(LCalle;II)Ljava/lang/Object;

它的输入参数是：Integer, Integer，返回类型是java.lang.Object。这就像编译器信任编译时方法声明并从中生成方法签名。

如果我们想将返回类型更改int为例如，我们需要在编译时将其指定为强制转换：

 int result = (int) handle.invoke(c, left, right); 

然后它在字节码级别签名更改（重点是我的）：

方法 java/lang/invoke/MethodHandle.invoke:(LCalle; II)I

据我所知，这在 jdk 世界的其他任何地方都不会发生。

现在invokevs的问题invokeExact变得有点明显（一个是精确的签名，另一个是更松散的）。