Java Bridge Method 详解

背景: 最近在看Spring Mvc的源码, 看到调用请求处理方法的过程中时看到最后调用的请求方法时拿取的是bridgeMethod, 如下

 // InvocableHandlerMethod#doInvoke(只保留关键代码)

 protected Object doInvoke(Object... args) throws Exception {
    ReflectionUtils.makeAccessible(getBridgedMethod());
    try {
       // 这里获取请求处理方法(也就是我们在controller中进行对请求进行处理的方法)
       return getBridgedMethod().invoke(getBean(), args);
    }
    catch (IllegalArgumentException ex) {
     ...
       异常处理代码
     ...
    }
 }

可以看到spring是从HandlerMethod(请求处理方法类, 每一个请求处理方法就是这个类的实例)中调用getBridgedMethod拿到真正的请求处理方法而不是通过getMethod方法获取, 那getBridgedMethod返回的是什么呢? 看一下HandlerMethodgetBridgedMethod的具体实现

 /**
  * If the bean method is a bridge method, this method returns the bridged
  * (user-defined) method. Otherwise it returns the same method as {@link #getMethod()}.
  */
 protected Method getBridgedMethod() {
    return this.bridgedMethod;
 }

关键的地方在注释中说明了: 如果请求处理的方法是一个bridge method那么就返回bridge method, 否则返回值就和getMethod一样. 那么问题就来了, 什么是bridge method?

1. bridge method

什么是bridge method, 让我们来看一下JSL中对bridge method的定义

jsl_bridge_method

也就是说如果一个类继承了一个范型类或者实现了一个范型接口, 那么编译器在编译这个类的时候就会生成一个叫做桥接方法的混合方法(混合方法简单的说就是由编译器生成的方法, 方法上有synthetic修饰符), 这个方法用于范型的类型安全处理, 用户一般不需要关心桥接方法. 更详细的可以看JSL bridge method

2. 更直观的了解bridge method

// 定义一个范型接口
public interface Parent<T> {
    T bridgeMethod(T param);
}

// 定义一个类实现范型接口
public class Child implements Parent<String> {
    public String bridgeMethod(String param) {
        return param;
    }
}

// 测试方法
public class BridgeMethodTest {
    public static void main(String[] args) throws Exception {
       // 使用java的多态
        Parent parent = new Child();
        System.out.println(parent.bridgeMethod("abc123"));// 调用的是实际的方法
        Class<? extends Parent> clz = parent.getClass();
        Method method = clz.getMethod("bridgeMethod", Object.class); // 获取桥接方法
        System.out.println(method.isBridge()); // true
        System.out.println(method.invoke(parent, "hello")); // 调用的是桥接方法
        System.out.println(parent.bridgeMethod(new Object()));// 调用的是桥接方法, 会报ClassCastException: java.lang.Object cannot be cast to java.lang.String`错误`
    }
}

使用jclasslib工具看一下编译器为我们生成了什么了

这个是Parent.class的字节码, 可以看到范型T被换成了Object, 所以方法的签名是
public abstract Object bridgeMethod(Object param)

JSL_BRIDGE_METHOD_1

这个是Child.class的字节码, 可以看到生成了一个bridgeMethod的方法, 这个方法的签名是

public String bridgeMethod(String param)

JSL_BRIDGE_METHOD_2

这个是Child.class的字节码, 可以看到还生成了一个bridgeMethod的桥接方法, 这个方法的签名是

public synthetic bridge Object bridgeMethod(Object param)

JSL_BRIDGE_METHOD_3

注: 也可以使用javap -c -v classFileName.class打印类似的信息, 但是使用jclasslib更加直观方便

3. 编译器生成bridge method的意义

简单来说, 编译器生成bridge method的目的就是为了和jdk1.5之前的字节码兼容. 因为范型是在jdk1.5之后才引入的. 在jdk1.5之前例如集合的操作都是没有范型支持的, 所以生成的字节码中参数都是用Object接收的, 所以也可以往集合中放入任意类型的对象, 集合类型的校验也被拖到运行期.

但是在jdk1.5之后引入了范型, 因此集合的内容校验被提前到了编译期, 但是为了兼容jdk1.5之前的版本java使用了范型擦除, 所以如果不生成桥接方法就和jdk1.5之前的字节码不兼容了.

上面可以看到在Parent.class中, 由于范型擦除, class文件中范型都是由Object替代了. 所以如果子类中要是不生成bridge method那么子类就没有实现接口中的方法, 这个java语义就不对了(虽然已经生成class文件了, 不会有编译错误)

4. 总结

因为java要兼容之前的版本, 因此在一些步骤上要做一些trick操作, 但是这些trick操作又不能对用户的使用产生困扰, 也就是说这些操作对用户应该是透明的. 不得不说java真的很强大, 我们平时用的只不过是java的冰山一角, 如果要更深入的了解java语言本身还有很多有意思的功能或者知识点需要了解.

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