Java语言中的赞扬类

Question

标准Java API中的一些类与其他类略有不同。我说的是那些没有特殊编译器和/或JVM支持就无法实现的类。

我能想到的是：

• Object（显然）因为它在其他事物之外没有超类。
• String 因为该语言对+运算符有特殊支持。
• Thread 因为它有这个神奇的start()方法，尽管没有字节码指令可以“分叉”执行。

我想所有这些类都以某种方式在JLS中提到了。如果我错了，请纠正我。

无论如何，还有哪些这样的类存在？Java语言中是否有完整的“受人尊敬的类”列表？

- aioobe

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泛型几乎符合要求，但并非完全如此。它们是使用编译器技巧实现的，但它们并不仅限于一个类。 - Bill the Lizard

它们都是引用类型。;-) - starblue

“thread.start” 是神奇的吗？它只是一些本地代码被调用来执行这个操作，对吧？ - jcoder

我也有这个想法。也许仅使用JNI就足以实现Thread类。我想，如果我要尝试这样做，我会使用一些操作系统级别的线程API，在start()方法的实现中分叉执行，将run()方法在分叉的线程中执行，然后返回。但是，我的操作系统线程将继续运行。它能够与JVM创建的线程平稳运行吗？并且遵守JLS内存模型等规定吗？ - aioobe

根据规范，创建线程的唯一方法是从Thread类中创建（http://java.sun.com/docs/books/jvms/second_edition/html/Threads.doc.html#22488）。当然，它依赖于与JVM的某些本地级别通信，但如果您自己使用JNI，可能会启动一个线程，但您无法让JVM理解您正在做什么（锁定，内存模型等）。 Thread在特权方面具有特殊特权-规范将其分配为启动线程的唯一方式。 - Yishai

Answer 1

有很多不同的答案，因此我认为收集它们所有（并添加一些）会很有用：

类

• AutoBoxing 类 - 编译器只允许特定的类。
• Class - 有自己的字面量（例如 int.class）。我还会添加其泛型类型而无需创建新实例。
• String - 具有重载的 +-运算符和对字面量的支持。
• Enum - 仅限于可以在 switch 语句中使用的类（很快将赋予 String 特权）。它还可以做其他事情（自动静态方法创建、序列化处理等），但这些理论上可以通过代码完成——只是很繁琐，其中一些限制可能无法强制执行子类中（例如特殊的子类规则）。但你永远无法在 switch 语句中包括它，除非具有 enum 的特权状态。
• Object - 所有对象的根源（我会添加 clone 和 finalize 方法不是你可以实现的内容）。
• References: WeakReference、SoftReference、PhantomReference
• Thread - 语言没有给你一个特定的指示来启动线程，而是神奇地将其应用于 start() 方法。
• Throwable - 所有可以使用 throw、throws 和 catch 进行工作的类的根源，以及编译器对 Exception vs. RuntimeException 和 Error 的理解。
• NullPointerException 和其他异常（例如 ArrayIndexOutOfBounds），可以由其他字节码指令引发而不是 athrow 指令。

接口

• Iterable - 仅限于可以在增强 for 循环中使用的接口。

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荣誉提名：

• java.lang.reflect.Array - 创建由 Class 对象定义的新数组将无法实现。

Annotations是一种特殊的语言功能，它在运行时表现得像一个接口。你肯定不能定义另一个Annotation接口，就像你不能为Object定义替换一样。但是，你可以实现它们的所有功能，并通过另一种方式检索它们（以及整个大量的样板代码），而不是使用反射。事实上，在引入注释之前，有许多基于XML和javadoc标记的实现。

ClassLoader -它与JVM有特权关系，因为没有语言方法来加载类，虽然有字节码方法，所以它就像Array一样。它还具有JVM回调的特权，虽然这是一个实现细节。

Serializable - 你可以通过反射实现功能，但它有自己的特权关键字，并且在某些情况下你需要花费很多时间与SecurityManager交流。

注意：我在列表中省略了提供JNI的内容（例如IO），因为如果你愿意，你总是可以实现自己的JNI调用。然而与JVM以特权方式交互的本地调用是不同的。

Arrays是有争议的-它们继承自Object，有一个理解的层次结构（Object[]是String[]的超类型），但它们是语言功能，而不是独立定义的类。

- Yishai

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@KK_07k11A0585，集合是一个标准的API，可以由任何人以不同的方式构建（实际上还有针对原始类型的替代实现，以及一个非常著名的Google项目来增强它们）。它们得到的唯一特殊之处就是可迭代性，在答案中提到了。它们确实是Java编程的基础，但它们只是普通的类，没有特殊的特权。 - Yishai

@Yishai 在开发任何应用程序时，最重要的事情是数据管理。我们可以用不同的方式完成任务，但优化的方式是占用更少的内存和减少不必要引用的方式。通过使用集合，我们可以对大量数据进行排序、搜索和比较，这提供了预定义的算法，如二分查找、归并排序等。它还为我们提供了比较器和可比接口来自定义我们的技术。集合类可能不是Java中最好的类，但无疑是一个充满荣耀品质的类。 - KK_07k11A0585

@Yishai 嗯嗯嗯……这意味着集合是很重要的，但它并不是一种仅能由JVM开发的(独特)类。这是你想要表达的吗？ - KK_07k11A0585

SecurityManager怎么样？或者与反射或序列化有关的任何内容呢？ - Antimony

@Antimony，我其实不确定。我一时也不知道有什么特别的，但也许有。 - Yishai

Answer 2

Class，当然。它有自己的字面值（这一点与String相同），并且是所有反射魔法的起点。

- Michael Borgwardt

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啊，说得好。那么类字面值的例子是什么？你是指MyClass.class吗？ - aioobe

@aioobe说得没错。请注意，您还可以使用int.class、char.class等。 - Michael Borgwardt

Answer 3

sun.misc.unsafe 是所有肮脏的、违背编程语言精神的黑科技之母。

- Dean J

Answer 4

1. 枚举类型。虽然编译器可以对其进行子类化，但是在代码中不能手动实现。
2. java.util.concurrent 下的许多功能可以不依赖JVM支持来实现，但效率会大打折扣。

- Darron

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你可以匿名地子类化枚举（这是枚举值访问者模式实现的基础）。但是，是的，你不能完全子类化一个枚举;-) - Thierry

Answer 5

所有的数字类都有一些魔法，通过自动装箱的形式实现。 数字类 自动装箱。

- Bill the Lizard

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你是指包装基本类型的类 - 这也包括布尔和字符；但不包括 BigInteger。 - emory

@emory：没错，只是原始包装类。不幸的是，这确实排除了 BigInteger。 - Bill the Lizard

Answer 6

既然提到了重要的类，那么我就提一下一些接口：

Iterable接口（自1.5版起） - 它允许对象参与foreach循环：

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

}

Serializable 接口有着非常特殊的含义，与标准接口不同。您可以定义方法，即使它们未在接口中定义也会被考虑（例如 readResolve()）。transient 关键字是影响 Serializable 实现者行为的语言元素。

- Bozho

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是的，它们是接口，因此它们不需要“特殊”的实现。 （类似于Throwable。） - aioobe

@Michael Borgwardt它具有transient关键字。 - Bozho

既然你提到了Iterable，那我们能否在接口列表中考虑Comparable呢？ - m_pGladiator

我不这么认为 - Comparable 不参与任何内部操作。你可以轻松地编写 NewComparable 和新的 NewArrays.sort(..)，并具有相同的功能。 - Bozho

我同意@Bozho的观点 - 它并不是集成的（尽管它很普遍和有用！） - corsiKa

Answer 7

1. Throwable、RuntimeException和Error是Java中的异常类，它们都继承自Throwable类。AssertionError也是一个异常类。
2. References、WeakReference、SoftReference和PhantomReference是Java中用于垃圾回收的引用类型。
3. Enum是Java中的枚举类型。
4. Annotation是Java中的注解类型。

- emory

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不错的列表。+1，注释是一个接口，没有实现。 - aioobe

注释与普通接口的编译处理方式不同。与枚举类似，它们都继承自Annotation，并由编译器自动完成。根据Annotation文档所述：所有注释类型所扩展的公共接口。请注意，手动扩展此接口的接口不会定义注释类型。还要注意，此接口本身不定义注释类型。因此，您无法使用常规语法创建注释，需要更改编译器以添加它们。 - Andrei Fierbinteanu

Answer 8

Java数组，如int[].class

。

- Alexander Pogrebnyak

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啊，不错！[I 类；）虽然它不是一个 API 类。 - aioobe

Answer 9

java.lang.ClassLoader是一个类，但实际的工作是由一些未提及的子类完成的（请参见12.2.1 装载过程）。

- starblue

Answer 10

System类中有一些神奇的东西。

System.arraycopy是一个钩子，用于调用本地代码。

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

但是...

/**
 * 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) {
   ...
}

- eljenso

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嘿，你在回答的第二部分是什么意思？ - Pacerier