java - lambda 函数的引用在哪里？

Question

我试图准确理解 lambda 和高阶函数在现代 Java 的 JVM 级别如何工作。我编写了这个简单的测试类:

public final class Main {
    public static void main(String[] args) {
        var s = new Object[] { 1.0, 2.0, 3.0 };
        System.out.println(sum(s, x -> 1000000.0));
    }

    public static double sum(Object[] s, Function<Object, Double> f) {
        var r = 0.0;
        for (var a : s) {
            r += f.apply(a);
        }
        return r;
    }
}

编译为:

Compiled from "Main.java"
public final class prover.Main {
  public prover.Main();
    Code:
       0: aload_0
       1: invokespecial #1                  // Method java/lang/Object."<init>":()V
       4: return

  public static double sum(java.lang.Object[], java.util.function.Function<java.lang.Object, java.lang.Double>);
    Code:
       0: dconst_0
       1: dstore_2
       2: aload_0
       3: astore        4
       5: aload         4
       7: arraylength
       8: istore        5
      10: iconst_0
      11: istore        6
      13: iload         6
      15: iload         5
      17: if_icmpge     50
      20: aload         4
      22: iload         6
      24: aaload
      25: astore        7
      27: dload_2
      28: aload_1
      29: aload         7
      31: invokeinterface #7,  2            // InterfaceMethod java/util/function/Function.apply:(Ljava/lang/Object;)Ljava/lang/Object;
      36: checkcast     #13                 // class java/lang/Double
      39: invokevirtual #15                 // Method java/lang/Double.doubleValue:()D
      42: dadd
      43: dstore_2
      44: iinc          6, 1
      47: goto          13
      50: dload_2
      51: dreturn

  public static void main(java.lang.String[]);
    Code:
       0: iconst_3
       1: anewarray     #2                  // class java/lang/Object
       4: dup
       5: iconst_0
       6: dconst_1
       7: invokestatic  #19                 // Method java/lang/Double.valueOf:(D)Ljava/lang/Double;
      10: aastore
      11: dup
      12: iconst_1
      13: ldc2_w        #23                 // double 2.0d
      16: invokestatic  #19                 // Method java/lang/Double.valueOf:(D)Ljava/lang/Double;
      19: aastore
      20: dup
      21: iconst_2
      22: ldc2_w        #25                 // double 3.0d
      25: invokestatic  #19                 // Method java/lang/Double.valueOf:(D)Ljava/lang/Double;
      28: aastore
      29: astore_1
      30: getstatic     #27                 // Field java/lang/System.out:Ljava/io/PrintStream;
      33: aload_1
      34: invokedynamic #33,  0             // InvokeDynamic #0:apply:()Ljava/util/function/Function;
      39: invokestatic  #36                 // Method sum:([Ljava/lang/Object;Ljava/util/function/Function;)D
      42: invokevirtual #42                 // Method java/io/PrintStream.println:(D)V
      45: return

  private static java.lang.Double lambda$main$0(java.lang.Object);
    Code:
       0: ldc2_w        #48                 // double 1000000.0d
       3: invokestatic  #19                 // Method java/lang/Double.valueOf:(D)Ljava/lang/Double;
       6: areturn
}

现在，lambda 函数本身最终被编译为私有(private)静态方法，这一点已经很清楚了。但它指的是哪里呢？调用 sum 的代码似乎是:

      33: aload_1
      34: invokedynamic #33,  0             // InvokeDynamic #0:apply:()Ljava/util/function/Function;
      39: invokestatic  #36                 // Method sum:([Ljava/lang/Object;Ljava/util/function/Function;)D

这是否指的是 lambda 函数？如果是这样，怎么办？引用资料是什么？

Answer 1

使用 javap -p -v 将生成一个标记为 BootstrapMethods 的部分，其中列出了用于初始化 lambda 的所有引导方法:

BootstrapMethods:
  0: #41 REF_invokeStatic java/lang/invoke/LambdaMetafactory.metafactory:(Ljava/lang/invoke/MethodHandles$Lookup;Ljava/lang/String;Ljava/lang/invoke/MethodType;Ljava/lang/invoke/MethodType;Ljava/lang/invoke/MethodHandle;Ljava/lang/invoke/MethodType;)Ljava/lang/invoke/CallSite;
    Method arguments:
      #42 (Ljava/lang/Object;)Ljava/lang/Object;
      #43 REF_invokeStatic Scratch.lambda$main$0:(Ljava/lang/Object;)Ljava/lang/Double;
      #44 (Ljava/lang/Object;)Ljava/lang/Double;

这个包含对实现实际代码的方法的引用(在我的例子中，Scratch.lambda$main$0，确切的名称将根据编译器供应商/-版本/-标志而有所不同)。

请注意，类文件中的表示有意保持在相当高的级别(有引导方法返回要在运行时执行的实际代码)。这意味着 JVM 对于如何实现和优化这一点没有太多限制。这也意味着研究字节码只能告诉你这么多，因为 JVM 可以相当自由地解释它在那里看到的内容。