Java中的Kotlin 内部类原理

目录java 中的内部类OutterJava.classInnJava.classKotlin 中的内部类总结

Java 中的内部类

这是一个 Java 内部类的简单实现：

public class OutterJava {

private void printOut() {

System.out.println("AAA");

}

​

class InnJava {

public void printInn() {

printOut();

}

}

}

外部类是一个私有方法，内部类为什么可以访问到外部类的私有方法呢？思考这个问题，首先要从它的字节码入手，看看 JVM 到底对 java 文件做了什么。

字节码分析流程是：

javac xxx.java生成 class 文件。javap -c xxx.class对代码进行反汇编，可以生成可查看的代码内容。

通过 javac 命令生成 class 文件，此时会发现生成了两个 class 文件，一个外部类 OtterJava 的，一个内部类 InnJava 的。

OutterJava.class

OutterJava.class 反汇编后的代码如下所示，这里面除了一个构造方法，多生成了一个

Compiled from "OutterJava.java"

public class java.OutterJava {

public java.OutterJava();

Code:

0: aload_0

1: invokespecial #2 // Method java/lang/Object."":()V

4: return

​

private void printOut();

Code:

0: getstatic #3 // Field java/lang/System.out:Ljava/io/PrintStream;

3: ldc #4 // String AAA

5: invokevirtual #5 // Method java/io/PrintStream.println:(Ljava/lang/String;)V

8: return

​

static void access$000(java.OutterJava);

Code:

0: aload_0

1: invokespecial #1 // Method printOut:()V

4: return

}

从反编译出来的内容来看，多了一个静态的access$000(OutterJava)方法，它的内部调用了 printOut()。

InnJava.class

Compiled from "OutterJava.java"

class java.OutterJava$InnJava {

final java.OutterJava this$0;

​

java.OutterJava$InnJava(java.OutterJava);

Code:

0: aload_0

1: aload_1

2: putfield #1 // Field this$0:Ljava/OutterJava;

5: aload_0

6: invokespecial #2 // Method java/lang/Object."":()V

9: return

​

public void printInn2();

Code:

0: aload_0

1: getfield #1 // Field this$0:Ljava/OutterJava;

4: invokestatic #3 // Method java/OutterJava.access$000:(Ljava/OutterJava;)V

7: return

}

在 InnJava 的字节码反编译出来的内容中，主要有两个点需要注意：

构造方法需要一个外部类参数，并把这个外部类实例保存到了this$0中。调用外部类私有方法，实际上是调用了OutterJava.access$000方法。

小结：

在 Java 中，内部类与外部类的关系是：

内部类持有外部类的引用，作为内部构造参数传入外部类实例，并保存到了内部类的属性this$0中。内部类调用外部类的私有方法，实际上是外部类生成了内部实际调用私有方法的静态方法access$000，内部类可以通过这个静态方法访问到外部类中的私有方法。

Kotlin 中的内部类

同样的 Java 代码，用 Kotlin 实现：

class Outter {

private fun printOut() {

println("Out")

}

​

inner class Inner {

fun printIn() {

printOut()

}

}

}

这里如果不加inner关键字，printIn()内的printOut()会报错Unresolved reference: printOut 。

不加inner关键字，反编译后的字节码：

public final class java/Outter$Inner {

// ...

public ()V

L0

LINENUMBER 8 L0

ALOAD 0

INVOKESPECIAL java/lang/Object. ()V

RETURN

L1

LOCALVARIABLE this Ljava/Outter$Inner; L0 L1 0

MAXSTACK = 1

MAXLOCALS = 1

// ...

}

不加inner关键字，内部类的构造方法是没有外部类实例参数的。如果加上inner，就和 Java 一样：

// 加上了 inner 的构造方法

public (Ljava/Outter;)V

L0

LINENUMBER 8 L0

ALOAD 0

ALOAD 1

PUTFIELD java/Outter$Inner.this$0 : Ljava/Outter;

ALOAD 0

INVOKESPECIAL java/lang/Object. ()V

RETURN

L1

LOCALVARIABLE this Ljava/Outter$Inner; L0 L1 0

LOCALVARIABLE this$0 Ljava/Outter; L0 L1 1

MAXSTACK = 2

MAXLOCALS = 2

而内部类对于外部类私有方法的访问，也是通过静态方法access$XXX来实现的：

public final static synthetic access$printOut(Ljava/Outter;)V

L0

LINENUMBER 3 L0

ALOAD 0

INVOKESPECIAL java/Outter.printOut ()V

RETURN

L1

LOCALVARIABLE $this Ljava/Outter; L0 L1 0

MAXSTACK = 1

MAXLOCALS = 1

总结

在 Kotlin 中，内部类持有外部类引用和通过静态方法访问外部类私有方法都是与 Java 一样的。唯一的不同是，Kotlin 中需要使用 inner关键字修饰内部类，才能访问外部类中的内容。实质是inner关键字会控制内部类的构造方法是否带有外部类实例参数。

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