我已经玩过Scala一段时间了，我知道traits可以作为Scala的接口和抽象类的等效物。那么traits到底是如何编译成Java字节码的呢？
我找到了一些简短的解释，它们指出当可能时，traits会被编译成与Java接口完全相同的形式，否则会编译成包含另一个类的接口。然而，我仍然不明白Scala如何实现类线性化，这是Java没有的特性。
是否有好的资源可以解释traits如何编译成Java字节码？
4个回答
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我不是专家，但这是我的理解：
Traits会被编译成对应的接口和类。
trait Foo {
def bar = { println("bar!") }
}
变成了等同于...
public interface Foo {
public void bar();
}
public class Foo$class {
public static void bar(Foo self) { println("bar!"); }
}
这就留下了一个问题：Foo$class中的静态条形方法是如何被调用的？这个魔法是由编译器在混入Foo特质的类中完成的。
class Baz extends Foo
变成像这样...
public class Baz implements Foo {
public void bar() { Foo$class.bar(this); }
}
类的线性化只是根据语言规范中定义的线性化规则实现方法（在Xxxx$class类中调用静态方法）的适当版本。
- Mitch Blevins
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谢谢！最后两个位是我不清楚的地方。解释得很好。 - Justin Ardini
我冒昧修复了Scala或Java代码的语法高亮显示，这个功能可能在回答发布时甚至还不存在。 - skiwi
我认为最近的Scala（2.11）将
Foo$class生成为抽象类，即：public abstract class Foo$class。 - David Soroko5
为了讨论方便，让我们看一个使用多个特质的Scala示例，其中包含抽象方法和具体方法：
然而，Scala 2.12需要Java 8，因此能够在接口中使用默认方法和静态方法，结果看起来更像这样：
如您所见，旧设计中的静态方法和转发器已经保留，它们仅被折叠到接口中。特质的具体方法现在已经作为
我不确定为什么没有这样做。乍一看，当前的编码方式可能会给我们带来一些向前兼容性：您可以使用新编译器编译的特性与旧编译器编译的类一起使用，这些旧类将简单地用相同的默认转发方法覆盖它们从接口继承的
trait A {
def foo(i: Int) = ???
def abstractBar(i: Int): Int
}
trait B {
def baz(i: Int) = ???
}
class C extends A with B {
override def abstractBar(i: Int) = ???
}
目前（即从Scala 2.11开始），单个trait被编码为：
- 一个包含所有trait方法的抽象声明（包括抽象和具体方法）的
interface - 一个抽象静态类，其中包含针对所有trait具体方法的静态方法，它需要一个额外的参数
$this（在早期版本的Scala中，这个类不是抽象的，但实例化它没有意义） - 在trait混合的每个继承层次结构中，为trait中的所有具体方法创建合成的转发器方法，将其转发到静态类的静态方法
这种编码的主要优点是，没有具体成员的trait（与接口同构）实际上被编译为接口。
interface A {
int foo(int i);
int abstractBar(int i);
}
abstract class A$class {
static void $init$(A $this) {}
static int foo(A $this, int i) { return ???; }
}
interface B {
int baz(int i);
}
abstract class B$class {
static void $init$(B $this) {}
static int baz(B $this, int i) { return ???; }
}
class C implements A, B {
public C() {
A$class.$init$(this);
B$class.$init$(this);
}
@Override public int baz(int i) { return B$class.baz(this, i); }
@Override public int foo(int i) { return A$class.foo(this, i); }
@Override public int abstractBar(int i) { return ???; }
}
然而，Scala 2.12需要Java 8，因此能够在接口中使用默认方法和静态方法，结果看起来更像这样：
interface A {
static void $init$(A $this) {}
static int foo$(A $this, int i) { return ???; }
default int foo(int i) { return A.foo$(this, i); };
int abstractBar(int i);
}
interface B {
static void $init$(B $this) {}
static int baz$(B $this, int i) { return ???; }
default int baz(int i) { return B.baz$(this, i); }
}
class C implements A, B {
public C() {
A.$init$(this);
B.$init$(this);
}
@Override public int abstractBar(int i) { return ???; }
}
如您所见，旧设计中的静态方法和转发器已经保留，它们仅被折叠到接口中。特质的具体方法现在已经作为
static方法移动到了接口本身中，转发器方法不会被合成到每个类中，而是定义为default方法，并且静态$init$方法（表示特质主体中的代码）也已经移动到接口中，进而使伴随静态类变得不必要。这样可能更简单：
interface A {
static void $init$(A $this) {}
default int foo(int i) { return ???; };
int abstractBar(int i);
}
interface B {
static void $init$(B $this) {}
default int baz(int i) { return ???; }
}
class C implements A, B {
public C() {
A.$init$(this);
B.$init$(this);
}
@Override public int abstractBar(int i) { return ???; }
}
我不确定为什么没有这样做。乍一看，当前的编码方式可能会给我们带来一些向前兼容性：您可以使用新编译器编译的特性与旧编译器编译的类一起使用，这些旧类将简单地用相同的默认转发方法覆盖它们从接口继承的
default转发方法。但是，转发方法将尝试调用A$class和B$class上的静态方法，而这些方法已经不存在了，因此这种假想的向前兼容性实际上并不起作用。- Jörg W Mittag
1
由于“abstract override”，您提出的方法无法实现。给定“abstract class A { def x: Int }; trait T { override def x = 2 }; trait S { override abstract def x = super.x * 2 }”，如何在不复制代码并破坏前向兼容性的情况下实现“class B extends A with T with S”？静态方法引用相同的实现，忽略虚拟调度，这正是我们需要的。目前，它们只是一个绕过虚拟调度的“invokespecial”指令，但可能需要更改，因此可以使用它。 - HTNW
2
这个问题的一个很好的解释在于：Java开发者忙碌的Scala指南：特质和行为 - JVM中的特质。引用内容如下：
“在这种情况下，编译器将定义在特质中的方法实现和字段声明放入实现该特质的类中。”
“在这种情况下，编译器将定义在特质中的方法实现和字段声明放入实现该特质的类中。”
- user1338062
2
在Scala 12和Java 8的背景下，您可以在提交8020cd6中看到另一个解释：
如果选择内联一个特质方法，2.12.0内联器会将其主体复制到静态超级访问器`T.m$`，然后再从中复制到混合转发器`C.m`。此提交对内联器进行了特殊处理：
- 不要内联到静态超级访问器和混合转发器中。 - 相反，当内联一个混合转发器的调用时，内联器还会跟随两个转发器并内联特质方法的主体。
更好的2.12特质编码内联支持
在2.12周期的后期进行了一些特质编码的更改，但内联器并没有以最佳方式支持它。
在2.12.0中，具体的特质方法被编码为
interface T {
default int m() { return 1 }
static int m$(T $this) { <invokespecial $this.m()> }
}
class C implements T {
public int m() { return T.m$(this) }
}
如果选择内联一个特质方法，2.12.0内联器会将其主体复制到静态超级访问器`T.m$`，然后再从中复制到混合转发器`C.m`。此提交对内联器进行了特殊处理：
- 不要内联到静态超级访问器和混合转发器中。 - 相反，当内联一个混合转发器的调用时，内联器还会跟随两个转发器并内联特质方法的主体。
- VonC
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javap命令一样，您需要添加-c标志才能使其输出字节码。否则它只会显示方法定义的摘要。或者使用-v获取更多信息。 - Nick