Verherrlichte Klassen in der Java-Sprache

Einige Klassen in der Standard-Java-API werden geringfügig anders behandelt als andere Klassen. Ich spreche von Klassen, die ohne spezielle Unterstützung durch den Compiler und / oder die JVM nicht implementiert werden könnten.

Diejenigen, die mir sofort einfallen, sind:

• Object (offensichtlich) wie es unter anderem keine Superklasse hat.
• String da die Sprache spezielle Unterstützung für den Operator + hat.
• Thread da es diese magische start () -Methode hat, obwohl es keinen Bytecode-Befehl gibt, der die Ausführung "gabelt".

Ich nehme an, dass alle Klassen wie diese auf die eine oder andere Weise in der JLS erwähnt werden. Korrigiere mich, wenn ich falsch liege.

Wie auch immer, welche anderen Klassen gibt es? Gibt es eine vollständige Liste der "verherrlichten Klassen" in der Java-Sprache?

Es gibt viele verschiedene Antworten, daher dachte ich, es wäre nützlich, alle zu sammeln (und einige hinzuzufügen):

Klassen

• AutoBoxing- Klassen - Der Compiler lässt nur bestimmte Klassen zu
• Klasse - hat eigene Literale (z. B. int.class). Ich würde auch seine generische Typisierung hinzufügen, ohne neue Instanzen zu erstellen.
• String - mit überladenem + -Operator und der Unterstützung von Literalen
• Enum - die einzige Klasse, die in einer switch-Anweisung verwendet werden kann (bald auch String. Es macht auch andere Dinge (automatische statische Methodenerstellung, Serialisierungsbehandlung usw.), aber diese könnten theoretisch mit Code erreicht werden - es ist nur eine Menge Boilerplate, und einige der Einschränkungen konnten in Unterklassen nicht durchgesetzt werden (z. B. die spezielle Unterklassenregeln), aber was Sie ohne den privilegierten Status einer Aufzählung niemals erreichen könnten, ist, sie in eine switch-Anweisung aufzunehmen.
• Objekt - die Wurzel aller Objekte (und ich würde seine Klon- und Finalisierungsmethoden hinzufügen, die Sie nicht implementieren könnten)
• Referenzen : WeakReference, SoftReference, PhantomReference
• Thread - Die Sprache gibt Ihnen keine spezifische Anweisung zum Starten eines Threads, sondern wendet sie auf magische Weise auf die start () -Methode an.
• Throwable - die Wurzel aller Klassen, die mit throw, throw und catch arbeiten können, sowie das Compiler-Verständnis von Exception vs. RuntimeException und Error.
• NullPointerException und andere Ausnahmen wie ArrayIndexOutOfBounds, die von anderen Bytecode-Anweisungen als athrow ausgelöst werden können.

Schnittstellen

• Iterable - die einzige Schnittstelle, die in einer erweiterten for-Schleife verwendet werden kann

Lobende Erwähnungen gehen an:

• java.lang.reflect. Array - Das Erstellen eines neuen Arrays, wie es von einem Class-Objekt definiert wird, ist nicht möglich.
• Anmerkungen Sie sind eine spezielle Sprachfunktion, die sich zur Laufzeit wie eine Schnittstelle verhält. Sie konnten sicherlich keine andere Annotation-Oberfläche definieren, genauso wie Sie keinen Ersatz für Object definieren können. Sie könnten jedoch alle ihre Funktionen implementieren und nur eine andere Möglichkeit haben, sie (und eine ganze Reihe von Boilerplates) abzurufen, anstatt sie zu reflektieren. Tatsächlich gab es viele XML-basierte und Javadoc-Tag-basierte Implementierungen, bevor Anmerkungen eingeführt wurden.
• ClassLoader - Es hat sicherlich eine privilegierte Beziehung zur JVM, da es keine sprachliche Methode zum Laden einer Klasse gibt, obwohl es eine Bytecode-Methode gibt. Auf diese Weise ähnelt es Array. Es hat auch das besondere Privileg, von der JVM zurückgerufen zu werden, obwohl dies ein Implementierungsdetail ist.
• Serialisierbar - Sie können die Funktionalität über Reflection implementieren, sie verfügt jedoch über ein eigenes privilegiertes Schlüsselwort, und Sie würden in einigen Szenarien viel Zeit damit verbringen, sich mit dem SecurityManager vertraut zu machen.

Hinweis: Ich habe Dinge aus der Liste gestrichen, die JNI bereitstellen (z. B. E / A), da Sie jederzeit Ihren eigenen JNI-Aufruf implementieren könnten, wenn Sie dazu geneigt wären. Native Aufrufe, die auf privilegierte Weise mit der JVM interagieren, sind jedoch unterschiedlich.

Arrays sind umstritten - sie erben Object, haben eine verstandene Hierarchie (Object [] ist ein Supertyp von String []), aber sie sind ein Sprachmerkmal, keine definierte Klasse für sich.

Class, Na sicher. Es hat seine eigenen Literale (eine Unterscheidung, mit der es teilt String, übrigens) und ist der Ausgangspunkt all dieser Reflexionsmagie.

sun.misc.unsafe ist die Mutter aller schmutzigen Hacks, die den Geist der Sprache brechen.

1. Aufzählung. Sie dürfen es nicht unterordnen, aber der Compiler kann es.
2. Viele Dinge unter java.util.concurrent können ohne JVM-Unterstützung implementiert werden, wären aber viel weniger effizient.

Alle Number-Klassen haben ein bisschen Magie in Form von Autoboxing .

Da die wichtigen Klassen erwähnt wurden, werde ich einige Schnittstellen erwähnen:

Die IterableSchnittstelle (seit 1.5) - ermöglicht es einem Objekt, an einer foreach-Schleife teilzunehmen:

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

}

Die SerializableSchnittstelle hat eine ganz besondere Bedeutung, die sich von einer Standardschnittstelle unterscheidet. Sie können Methoden definieren, die berücksichtigt werden, obwohl sie nicht in der Schnittstelle definiert sind (wie readResolve()). Das transientSchlüsselwort ist das Sprachelement, das das Verhalten von SerializableImplementierern beeinflusst.

1. Throwable , RuntimeException, Error AssertionError
2. Referenzen WeakReference, SoftReference, PhantomReference
3. Aufzählung
4. Anmerkung

Java-Array wie in int[].class

java.lang.ClassLoader, obwohl die eigentliche Drecksarbeit von einer nicht erwähnten Unterklasse erledigt wird (siehe 12.2.1 Der Ladevorgang ).

Ich bin mir nicht sicher. Ich kann mir jedoch keine Möglichkeit vorstellen, E / A-Objekte manuell zu implementieren.

In der SystemKlasse steckt etwas Magie .

System.arraycopy ist ein Hook in nativen Code

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

aber...

/**
 * 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) {
   ...
}

Nun, da der spezielle Umgang mit Assert erwähnt wurde. Hier sind einige weitere Ausnahmetypen, die vom JVM speziell behandelt werden:

• NullPointerException
• ArithmeticException.
• StackOverflowException
• Alle Arten von OutOfMemoryErrors
• ...

Die Ausnahmen sind nicht speziell, aber die JVM verwendet sie in besonderen Fällen, sodass Sie sie nicht selbst implementieren können, ohne Ihre eigene JVM zu schreiben. Ich bin mir sicher, dass es weitere besondere Ausnahmen gibt.

Die meisten dieser Klassen werden nicht wirklich mit 'spezieller' Hilfe des Compilers oder der JVM implementiert. Object registriert einige Eingeborene, die sich in den internen JVM-Strukturen umsehen, aber Sie können dies auch für Ihre eigenen Klassen tun. (Ich gebe zu, dass dies der Semantik unterliegt. "Aufrufe eines in der JVM definierten Native" kann als spezielle JVM-Unterstützung angesehen werden.)

Was / ist / speziell ist das Verhalten der Anweisungen 'new' und 'throw', wie sie diese internen Strukturen initialisieren.

Anmerkungen und Zahlen sind allerdings ziemlich ausgeflippt.