lambda 方法引用获取字段属性以及实现原理

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java8 以后我们在某些地方见到类似的代码

new LambdaQueryWrapper<User>().eq(User::getUsername, user.getUsername())

通过lambda的方法引用为User对象的字段赋值，原理是什么呢？

接下来我们通过一个demo来解释

首先创建一个java工程，编写如下接口和类

package lambda;

public class Person {
    private int id;
    private String name;

    // 有参和无参构造函数
    // geeter and setter

}

package lambda;

import java.io.Serializable;

@FunctionalInterface
public interface IGetter<T> extends Serializable {
    Object get(T source);
}

package lambda;

import java.io.Serializable;

@FunctionalInterface
public interface ISetter<T, U> extends Serializable {
    void set(T t, U u);
}

package lambda;

import java.io.Serializable;
import java.lang.invoke.SerializedLambda;
import java.lang.reflect.Method;

public class BeanUtils {

    public static void main(String[] args) throws Exception {
        // 保存jvm运行过程中生成的lambda字节码文件到指定路径
        System.getProperties().put("jdk.internal.lambda.dumpProxyClasses", "F:/lambda");

        String getName = BeanUtils.convertToFieldName(Person::getId);
        String setName = BeanUtils.convertToFieldName(Person::setName);
        System.out.println(getName);
        System.out.println(setName);
    }

    /**
     * 通过getter的方法引用获取字段名
     */
    public static <T> String convertToFieldName(IGetter<T> fn) throws Exception {
        SerializedLambda lambda = getSerializedLambda(fn);
        String methodName = lambda.getImplMethodName();
        String prefix = null;
        if (methodName.startsWith("get")) {
            prefix = "get";
        } else if (methodName.startsWith("is")) {
            prefix = "is";
        }
        if (prefix == null) {
            System.out.println("无效的getter方法: " + methodName);
        }

        return toLowerCaseFirstOne(methodName.replace(prefix, ""));
    }

    /**
     * 通过setter的方法引用获取字段名
     */
    public static <T, U> String convertToFieldName(ISetter<T, U> fn) throws Exception {
        SerializedLambda lambda = getSerializedLambda(fn);
        String methodName = lambda.getImplMethodName();
        if (!methodName.startsWith("set")) {
            System.out.println("无效的setter方法：" + methodName);
        }
        return toLowerCaseFirstOne(methodName.replace("set", ""));
    }

   /**
    * 关键在于这个方法
    */
    public static SerializedLambda getSerializedLambda(Serializable fn) throws Exception {
        Method method = fn.getClass().getDeclaredMethod("writeReplace");
        method.setAccessible(Boolean.TRUE);
        SerializedLambda lambda = (SerializedLambda) method.invoke(fn);
        return lambda;
    }

    /**
     * 字符串首字母转小写
     */
    public static String toLowerCaseFirstOne(String field) {
        if (Character.isLowerCase(field.charAt(0)))
            return field;
        else {
            char firstOne = Character.toLowerCase(field.charAt(0));
            String other = field.substring(1);
            return new StringBuilder().append(firstOne).append(other).toString();
        }
    }
}

运行结果

id
name

其中最难理解的应该是下面这句代码，writeReplace方法是什么

Method method = fn.getClass().getDeclaredMethod("writeReplace");

接下来我们通过jvm运行时保存的lambda字节码来一探究竟

首先运行完成后会生成方法引用的字节码文件

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反编译以后

// Person::getId
package lambda;

import java.lang.invoke.SerializedLambda;

final class BeanUtils$$Lambda$1 implements IGetter {

    @Hidden
    public Object get(Object obj) {
        return Integer.valueOf(((Person) obj).getId());
    }

    private final Object writeReplace() {
        return new SerializedLambda(lambda/BeanUtils, "lambda/IGetter", "get", "(Ljava/lang/Object;)Ljava/lang/Object;", 5, "lambda/Person", "getId", "()I", "(Llambda/Person;)Ljava/lang/Object;", new Object[0]);
    }

    private BeanUtils$$Lambda$1() {
    }
}

// Person::setName
package lambda;

import java.lang.invoke.SerializedLambda;

final class BeanUtils$$Lambda$2 implements ISetter {

    @Hidden
    public void set(Object obj, Object obj1) {
        ((Person) obj).setName((String) obj1);
    }

    private final Object writeReplace() {
        return new SerializedLambda(lambda / BeanUtils, "lambda/ISetter", "set", "(Ljava/lang/Object;Ljava/lang/Object;)V", 5, "lambda/Person", "setName", "(Ljava/lang/String;)V", "(Llambda/Person;Ljava/lang/String;)V", new Object[0]);
    }

    private BeanUtils$$Lambda$2() {
    }
}

原理一目了然

总结

要得到Lambda表达式中方法引用的方法名，目前已知的方式是通过SerializedLambda；
SerializedLambda是对Lambda表达式进行描述的对象，在Lambda表达式可序列化的时候（函数式接口继承Serializable）才能得到；
函数式接口继承Serializable时，编译器在编译Lambda表达式时，生成了一个writeReplace方法，这个方法会返回SerializedLambda，可以反射调用这个方法；