为什么Scala使用反射来调用结构类型上的方法？

Question

如果函数接受结构类型，可以定义为：

def doTheThings(duck: { def walk; def quack }) { duck.quack }

或者

type DuckType = { def walk; def quack  }
def doTheThings(duck: DuckType) { duck.quack }

然后，您可以按以下方式使用该函数：

class Dog {
    def walk { println("Dog walk") }
    def quack { println("Dog quacks") }
}

def main(args: Array[String]) {
    doTheThings(new Dog);
}

如果您反编译（到Java）由scalac为我的示例生成的类，您可以看到doTheThings的参数是Object类型，实现使用反射调用参数上的方法（即 duck.quack）。 我的问题是为什么要使用反射？难道不能只使用匿名和invokevirtual来代替反射吗？这是实现结构类型调用的一种方式（针对我的示例）（Java语法，但重点是字节码）。

class DuckyDogTest {
  interface DuckType {
    void walk();
    void quack();
  }

  static void doTheThing(DuckType d) {
    d.quack();
  }

  static class Dog {
    public void walk() { System.out.println("Dog walk"); }
    public void quack() { System.out.println("Dog quack"); }
  }

  public static void main(String[] args) {
    final Dog d = new Dog();
    doTheThing(new DuckType() {
      public final void walk() { d.walk(); }
      public final void quack() { d.quack();}
    });
  }
}

- Op De Cirkel

Answer 1

考虑一个简单的命题：

type T = { def quack(): Unit; def walk(): Unit }
def f(a: T, b: T) = 
  if (a eq b) println("They are the same duck!")
  else        println("Different ducks")

f(x, x) // x is a duck

根据你的提议，它将打印出“不同的鸭子”。你可以进一步完善它，但是你不能使用代理来保持引用相等。可能的解决方案是使用类型类模式，但这需要传递另一个参数（即使是隐式的）。尽管如此，它更快。但这主要是因为Java反射速度的低效。希望方法句柄能解决速度问题。不幸的是，Scala在一段时间内不会放弃Java 5、6和7（它们没有方法句柄）...

- Daniel C. Sobral

---

我不理解最后一句话，请你解释一下好吗？ - om-nom-nom

@om-nom-nom invokevirtual 在 JVM 1.5 和 1.6 上不存在，因此 Scala 不能依赖它。Scala 2.10 实际上会弃用 JVM 1.5，但在 Scala 能够利用仅存在于 JVM 1.7 上的功能之前还需要一些时间。 - Daniel C. Sobral

@Daniel C. Sobral：我猜你在最后一条评论中想说的是invokedynamic而不是invokevirtual。 - Op De Cirkel

@OpDeCirkel 你说得对。使用invokedynamic将是一个替代方案，不会像问题提出的解决方案那样遭受身份丢失的问题，但这取决于不支持Java 1.5/1.6。这已经不再是天方夜谭了--社区就是否要求Scala 2.11需要Java 7进行了投票。我不知道结果如何，但这是现在正在考虑的事情。 - Daniel C. Sobral

投票结果决定暂时保留1.6版本，并添加实验性支持1.7代码生成，有可能直接跳过1.7版本，在Scala的下一个版本2.11之后直接升级到1.8。 - Alex Zuzin

Answer 2

除了代理对象在结构类型上实现方法之外，它还需要适当的“通过”实现所有Any上的方法(equals、hashCode、toString、isInstanceOf、asInstanceOf)和AnyRef上的方法（getClass、wait、notify、notifyAll和synchronized）。虽然其中一些很简单，但有些几乎不可能做到完全正确。特别是，列出的所有方法都是AnyRef上的“final”（为了Java兼容性和安全性），因此无法由您的代理对象正确地实现。

- Dave Griffith

---

@Daniel C. Sobral 和 Dave Griffith：你们两位的回答都是可以接受的。所以我不得不抛硬币来正式接受一个答案。 - Op De Cirkel