java记录紧凑构造函数字节码

Question

我正在将一个简单的类转换为一条记录，如下所示：

public class Mine {
    private final String name;
    public Mine(String name) {
        this.name = name == null ? "a" : name;
    }
}

本能地，我是这样写的：

public record Mine(String name) {
    public Mine {
        this.name = name == null ? "a" : name;
    }
}

无法编译：cannot assign a value to final variable name.

我有点困惑，因为这个紧凑的构造函数有效：

    public Mine {
        name = name == null ? "a" : name;
    }

我无法真正理解发生了什么，所以我决定查看字节码：

         0: aload_0
         1: invokespecial #1                  // Method java/lang/Record."<init>":()V
         4: aload_1
         5: ifnonnull     13
         8: ldc           #7                  // String a
        10: goto          14
        13: aload_1
        14: astore_1
        15: aload_0
        16: aload_1
        17: putfield      #9                  // Field name:Ljava/lang/String;
        20: return

看起来javac，当它看到对记录变量（）的赋值时，name实际上会将其“保存”到局部变量：

astore_1

然后它就这样做了this.name=<local>，像这样：

public Mine {
   String local = name == null ? "a" : name;
   this.name = local;
}

---

如果您查看等效类的字节码：

public class Mine {
    private final String name;

    public Mine(String name) {
        String local = name == null ? "a" : name;
        this.name = local;
    }
}

它几乎是相同的，区别aload_2在于使用 代替aload_1，这不是什么大问题，并且很可能与兼容性原因有关。

有人可以确认我的理解是否正确吗？

Answer 1

• 紧凑的记录构造函数具有与每个记录组件相对应的隐式参数，与记录的声明相匹配。（你写public Mine {}，它的行为就像public Mine(String name) {}，因为你的记录被定义为record Mine(String name).
• 这些是参数，当您在 Mine 构造函数中引用时name，它指的是该参数。它们不是最终的。
• 在构造函数的最后，所有参数（即它们当时所具有的值；您可以更改它们，因为它们不是最终的）都被写入字段中，这些字段是且final不能成为非最终的。就好像编译器this.name = name;在末尾和每个return;. 您不能要求编译器跳过此步骤。
• 鉴于您的字段是在最后自动分配的，并且始终是final，您不能在实际代码中的任何地方分配它们。毕竟，如果你这样做，那么你就分配了它们，后来自动生成的this.name = name，也分配了它们，这是非法的 java.lang. 因此，this.anyField =是记录构造函数中的即时错误，你永远不能写这个。
• 鉴于字段是在最后分配的，在此之前读取它们是无效的，因为它们尚未设置。因此，就像前面的项目符号所说的那样，分配它们（this.field =...）必然是一个错误，读取它们也是如此。结论：任何记录构造函数this.field 都是错误的。当你编写它时，编译器知道你的意思（即语法上它是有效的java；编译器理解它的意思），但当你这样做时总是会发出错误（即它在语义上无效）。
• 因此，生活很简单：只需使用“字段名称”（此处为name），不使用this，一切就正常了。事实上，鉴于它是一个隐藏参数，您甚至无法将其隐藏：String name = "haha shadowed out!";在记录构造函数内也不合法，出于同样的原因也void testMethod(String x) { String x = ""; }无法编译。您不能在同一范围内使用相同的名称重新声明变量。

您会看到它“具有隐藏参数并将它们写入字节码末尾的字段”。具体来说，最后一部分：

15: aload_0
16: aload_1
17: putfield      #9   

是 的字节码this.name = param1。槽 0 通常始终用于 this 引用，槽 1 在此用于该参数。操作是“将此值写入该字段”（这就是所做的putfield），为了完成这项工作，堆栈需要：[A]接收器，以及[B]要放在那里的值。因此，aload_0(loads this) 然后aload_1(loads nameparam)。

这name = name == null ? "a" : name会覆盖上面的字节码最终通过aload_1这部分加载的内容：

4: aload_1
5: ifnonnull     13
8: ldc           #7                  // String a
10: goto          14
13: aload_1
14: astore_1

aload_1仍然是'load param name'，所以，4加载它，5对其进行空检查并消耗它（字节码是基于堆栈的，因此aload_1将值推入堆栈。name如果ifnonnullvalue 不为 null，如果为 null，则直接转到指令。

如果它为空，则下一条指令ldc（这是“加载常量”的缩写），这会将常量值推送到"a"堆栈上。然后转到 14。

如果它不为空，我们跳到 13：我们aload_1再次（我们将参数值压name入堆栈），最终也到达 14，它现在存储 this ( astore_1)。

旁注：从字节码角度来看，这似乎非常低效（为什么aload_1然后astore_1？为什么不使用跳转语句跳过 aload 和 astore ？） - 但字节码并不是设计为高效发出的。与eg 不同，C 编译器javac故意不进行优化，它没有优化层（没有-O3或类似eg 那样的命令行切换方式gcc），并且必须严格遵循规范。

原因是：这种优化是由java完成的，但是是在运行时由热点完成的。不是由javac.