java forEach实现原理详解编程语言

java.util.List实现了java.lang.Iterable接口.

jdk api文档中是这样描述Iterable接口的：实现这个接口允许对象成为 “foreach” 语句的目标。不过咋一看Iterable接口并没啥特别之处，只是定义了一个迭代器而已。

public interface Iterable<T> { 
 
    /** 
     * Returns an iterator over a set of elements of type T. 
     *  
     * @return an Iterator. 
     */ 
    Iterator<T> iterator(); 
}

究竟是如何实现foreach的呢，想想可能是编译器做了优化，就看了下最终编译成的字节码

public class Iterable_eros { 
	 
	List<String> strings; 
 
	public void display(){ 
		for(String s : strings){ 
			System.out.println(s); 
		} 
	} 
	 
}

相应的字节码为

public void display (){ 
line0    : aload_0   
           getfield  java.util.List my.lang.Iterable_eros.strings 
           invokeinterface  java.util.Iterator java.util.List.iterator() 1 
           astore_2   
           goto  line30 
line13   : aload_2   
           invokeinterface  java.lang.Object java.util.Iterator.next() 1 
           checkcast  java.lang.String 
           astore_1   
line23   : getstatic  java.io.PrintStream java.lang.System.out 
           aload_1   
line27   : invokevirtual  void java.io.PrintStream.println(java.lang.String) 
line30   : aload_2   
           invokeinterface  boolean java.util.Iterator.hasNext() 1 
           ifne  line13 
line39   : return  

果然没猜错哈！可以看到，foreach语法最终被编译器转为了对Iterator.next()的调用。而作为使用者的我们， jdk并没用向我们暴露这些细节，我们甚至不需要知道Iterator的存在，认识到jdk的强大之处了吧。

为了证实自己的想法，用Iterator写了个遍历List的方法查看了字节码，果然跟foreach的形式基本一样，当然这是后话~

public void display(){ 
		for(String s : strings){ 
			System.out.println(s); 
		} 
		 
		Iterator<String> iterator = strings.iterator(); 
		while(iterator.hasNext()){ 
			String s = iterator.next(); 
			System.out.println(s); 
		} 
	}

public void display (){ 
line0    : aload_0   
           getfield  java.util.List my.lang.Iterable_eros.strings 
           invokeinterface  java.util.Iterator java.util.List.iterator() 1 
           astore_2   
           goto  line30 
line13   : aload_2   
           invokeinterface  java.lang.Object java.util.Iterator.next() 1 
           checkcast  java.lang.String 
           astore_1   
line23   : getstatic  java.io.PrintStream java.lang.System.out 
           aload_1   
line27   : invokevirtual  void java.io.PrintStream.println(java.lang.String) 
line30   : aload_2   
           invokeinterface  boolean java.util.Iterator.hasNext() 1 
           ifne  line13 
           aload_0   
           getfield  java.util.List my.lang.Iterable_eros.strings 
           invokeinterface  java.util.Iterator java.util.List.iterator() 1 
           astore_1   
line49   : goto  line69 
line52   : aload_1   
           invokeinterface  java.lang.Object java.util.Iterator.next() 1 
           checkcast  java.lang.String 
           astore_2   
line62   : getstatic  java.io.PrintStream java.lang.System.out 
           aload_2   
line66   : invokevirtual  void java.io.PrintStream.println(java.lang.String) 
line69   : aload_1   
           invokeinterface  boolean java.util.Iterator.hasNext() 1 
           ifne  line52 
line78   : return  

这边还发现一个比较有趣的现象：在取Iterator.next()之后并在把该值load进内容栈之前，编译器调用了checkcast  java.lang.String方法来进行类型安全检查，jdk应该是采用这个来检测并抛出ClassCastException的。

顺着上面的思路猜想了下数组越界异常应该也是通过在字节码中添加在访问数组前的下标检查实现的，不过写了个例子看了下，并没用类似于checkindex  java.lang.Array之类的语句，哈哈，留着以后再想吧~