Wyróżnione klasy w języku Java

Niektóre klasy w standardowym interfejsie API języka Java są traktowane nieco inaczej niż inne klasy. Mówię o tych klasach, których nie dałoby się zaimplementować bez specjalnego wsparcia ze strony kompilatora i / lub JVM.

Te, które wymyśliłem od razu, to:

• Object (oczywiście) ponieważ między innymi nie ma super klasy.
• String ponieważ język ma specjalne wsparcie dla operatora +.
• Thread ponieważ ma tę magiczną metodę start (), pomimo faktu, że nie ma instrukcji kodu bajtowego, która „rozwidla” wykonanie.

Przypuszczam, że wszystkie takie klasy są w taki czy inny sposób wspomniane w JLS. Popraw mnie, jeśli się mylę.

Zresztą, jakie inne takie klasy istnieją? Czy istnieje pełna lista „gloryfikowanych klas” w języku Java?

Istnieje wiele różnych odpowiedzi, więc pomyślałem, że warto je wszystkie zebrać (i dodać kilka):

Zajęcia

• Klasy AutoBoxing - kompilator dopuszcza tylko określone klasy
• Class - ma swoje własne literały (na przykład int.class). Dodałbym również jego ogólne pisanie bez tworzenia nowych instancji.
• String - z jego przeciążeniem + -operator i wsparciem literałów
• Enum - jedyna klasa, której można użyć w instrukcji switch (wkrótce nadany zostanie również przywilej String). Robi też inne rzeczy (automatyczne tworzenie metod statycznych, obsługa serializacji itp.), Ale teoretycznie można by to osiągnąć za pomocą kodu - to po prostu dużo schematu, a niektórych ograniczeń nie można narzucić w podklasach (np. specjalne reguły dotyczące podklas), ale to, czego nigdy nie można by osiągnąć bez uprzywilejowanego statusu wyliczenia, to uwzględnienie go w instrukcji switch.
• Obiekt - korzeń wszystkich obiektów (a dodałbym, że jego metody klonowania i finalizowania nie są czymś, co można zaimplementować)
• Odniesienia : WeakReference, SoftReference, PhantomReference
• Wątek - język nie podaje konkretnej instrukcji, aby rozpocząć wątek, a raczej w magiczny sposób stosuje ją do metody start ().
• Throwable - katalog główny wszystkich klas, które mogą współpracować z rzutami, rzutami i przechwytywaniem, a także interpretacja kompilatora w zakresie wyjątków, wyjątków i błędów.
• NullPointerException i inne wyjątki, takie jak ArrayIndexOutOfBounds, które mogą być generowane przez inne instrukcje kodu bajtowego niż athrow.

Interfejsy

• Iterable - jedyny interfejs, którego można używać w rozszerzonej pętli for

Wyróżnienia dla:

• java.lang.reflect. Array - utworzenie nowej tablicy zdefiniowanej przez obiekt Class nie byłoby możliwe.
• Adnotacje To specjalna funkcja języka, która zachowuje się jak interfejs w czasie wykonywania. Z pewnością nie możesz zdefiniować innego interfejsu Adnotacji, tak jak nie możesz zdefiniować zamiennika dla Object. Możesz jednak zaimplementować całą ich funkcjonalność i po prostu mieć inny sposób na ich odzyskanie (i całą masę schematów) zamiast odbicia. W rzeczywistości istniało wiele implementacji opartych na XML i tagach javadoc przed wprowadzeniem adnotacji.
• ClassLoader - z pewnością ma uprzywilejowaną relację z JVM, ponieważ nie ma sposobu na załadowanie klasy w języku, chociaż istnieje sposób kodowania bajtowego, więc jest podobny do Array. Ma również specjalny przywilej wywołania zwrotnego przez JVM, chociaż jest to szczegół implementacji.
• Serializowalny - możesz zaimplementować tę funkcjonalność przez odbicie, ale ma ona swoje własne uprzywilejowane słowo kluczowe i w niektórych scenariuszach spędzisz dużo czasu na intymności z SecurityManager.

Uwaga: Pominąłem z listy rzeczy, które zapewniają JNI (takie jak IO), ponieważ zawsze możesz zaimplementować własne wywołanie JNI, jeśli masz takie skłonności. Jednak wywołania natywne, które współdziałają z maszyną JVM w uprzywilejowany sposób, są różne.

Tablice są dyskusyjne - dziedziczą Object, mają zrozumiałą hierarchię (Object [] jest nadtypem String []), ale są cechą języka, a nie samą zdefiniowaną klasą.

Class, oczywiście. Ma swoje własne literały (przy Stringokazji dzieli je rozróżnienie ) i jest punktem wyjścia całej tej magii refleksji.

sun.misc.unsafe jest matką wszystkich brudnych, łamiących ducha hacków.

1. Enum. Nie możesz tworzyć podklasy, ale kompilator może.
2. Wiele rzeczy w java.util.concurrent można zaimplementować bez obsługi JVM, ale byłyby one dużo mniej wydajne.

Wszystkie klasy Number mają trochę magii w postaci Autoboxingu .

Ponieważ wspomniałem o ważnych klasach , wspomnę o kilku interfejsach:

IterableInterfejs (od 1.5), - pozwala na przedmiot do udziału w pętli foreach:

Iterable<Foo> iterable = ...;
for (Foo foo : iterable) {

}

SerializableInterfejs ma szczególne znaczenie, inny od standardowego interfejsu. Możesz zdefiniować metody, które będą brane pod uwagę, nawet jeśli nie są zdefiniowane w interfejsie (np readResolve().). Słowo transientkluczowe to element języka, który wpływa na zachowanie Serializableimplementatorów.

1. Throwable , RuntimeException, Error AssertionError
2. Odnośniki WeakReference, SoftReference, PhantomReference
3. Enum
4. Adnotacja

Tablica Java, jak w int[].class

java.lang.ClassLoader, chociaż rzeczywista brudna robota jest wykonywana przez jakąś niewymienioną podklasę (patrz 12.2.1 Proces ładowania ).

Nie jestem tego pewien. Ale nie mogę wymyślić sposobu na ręczne implementowanie obiektów IO.

W tej Systemklasie jest trochę magii .

System.arraycopy jest zaczepem do kodu natywnego

public static native void arraycopy(Object array1, int start1, 
  Object array2, int start2, int length);

ale...

/**
 * Private version of the arraycopy method used by the jit
 * for reference arraycopies
 */
private static void arraycopy(Object[] A1, int offset1,
  Object[] A2, int offset2, int length) {
   ...
}

Cóż, odkąd wspomniano o specjalnej obsłudze asercji. Oto kilka innych typów wyjątków, które są specjalnie traktowane przez jvm:

• NullPointerException
• ArithmeticException.
• StackOverflowException
• Wszystkie rodzaje błędów OutOfMemoryErrors
• ...

Wyjątki nie są specjalne, ale jvm używa ich w specjalnych przypadkach, więc nie możesz ich zaimplementować samodzielnie bez napisania własnego jvm. Jestem pewien, że w okolicy jest więcej wyjątków.

Większość z tych klas nie jest tak naprawdę zaimplementowana z „specjalną” pomocą kompilatora lub maszyny JVM. Object rejestruje niektórych tubylców, którzy przeglądają wewnętrzne struktury JVM, ale możesz to zrobić również dla swoich własnych klas. (Przyznaję, że jest to przedmiotem semantyki, „wywołania natywne zdefiniowane w JVM” można uznać za specjalne wsparcie JVM.)

To, co / jest / specjalne, to zachowanie „nowych” i „rzucających” instrukcji w jaki sposób inicjalizują te wewnętrzne struktury.

Adnotacje i liczby są jednak dość dziwaczne.