首先给出文章的结论:
- 枚举是类类型
- 每个枚举常量都是所属枚举类的对象
- 枚举类在加载完成后,无法再进行实例化操作
- 枚举是线程安全的
java 中的枚举在实现上非常简单,以下就是一个枚举的例子:
public enum FruitEnum {
APPLE
}
但是如果反编译 FruitEnum.class
,会发现编译器在背后默默的做了大量的工作,以下是反编译结果:
public final class FruitEnum extends Enum {
public static final FruitEnum APPLE;
private static final FruitEnum $VALUES[];
private FruitEnum(String s, int i) {
super(s, i);
}
public static FruitEnum[] values() {
return (FruitEnum[])$VALUES.clone();
}
public static FruitEnum valueOf(String name) {
return (FruitEnum)Enum.valueOf(FruitEnum, name);
}
static {
APPLE = new FruitEnum("APPLE", 0);
$VALUES = (new FruitEnum[] {
APPLE
});
}
}
下面根据反编译结果说明枚举的几个特性。
- 枚举的实际类型
public final class FruitEnum extends Enum
说明枚举是类,并且是用 final 修饰的类,意味着枚举不能再被继承扩展。而我们声明枚举类时使用的 enum 只是一个关键字。
其次,所有的枚举都继承了一个基类 Enum ,该基类为枚举提供了一些通用方法。
- 枚举的构造函数
在 FruitEnum 中,我们并没有定义构造函数,但在反编译的代码中,我们发现编译器自动帮我们添加了以下私有构造函数:
private FruitEnum(String s, int i) {
super(s, i);
}
该私有构造函数只是简单调用了父类 Enum 的构造函数:
protected Enum(String name, int ordinal) {
this.name = name; // 枚举常量的名称
this.ordinal = ordinal; // 枚举常量在枚举类的位置,从0开始
}
实际上,编译器只允许私有的枚举类构造函数,并且显示定义的枚举构造函数经编译器后,都会被添加 name 和 ordinal 2个参数,用以调用父类 Enum 的构造函数。
- 枚举常量
再看反编译后的 FruitEnum 中的成员变量:
public static final FruitEnum APPLE;
private static final FruitEnum $VALUES[];
其中 FruitEnum APPLE
对应我们定义的枚举常量 APPLE,而 FruitEnum $VALUES[]
则是容纳所有枚举常量的数组。
这两个变量初始化操作如下:
static {
APPLE = new FruitEnum("APPLE", 0);
$VALUES = (new FruitEnum[] { APPLE });
}
可知,每个枚举常量都是定义它的类的对象,各枚举对象都是用 public static final
修饰的,这也是枚举对象被称为枚举常量的原因。
其次,FruitEnum APPLE
和 FruitEnum $VALUES[]
都是在静态代码块中进行初始化,因此在 JVM 记载完成枚举类后,各枚举常量都已被
创建完毕。由于枚举类中只允许出现私有构造函数,固无法再实例化新的枚举对象。
- 枚举类实例化
无法通过构造函数这种一般手段实例化枚举类,那么通过反射呢?
先尝试以下形式:
Class<FruitEnum> fruitEnumClazz = FruitEnum.class;
FruitEnum fruitDemo1 = fruitEnumClazz.newInstance();
抛出了以下错误:
因为 Class.newInstance 内部是通过目标Class的 无参构造函数 创建实例的,而上文已经说了 FruitEnum 的实际构造函数是:
private FruitEnum(String s, int i) {
super(s, i);
}
固会找不到对应的构造函数,抛出异常。
换种反射方式,先获取正确的构造函数:
// 获取 FruitEnum 的构造函数
Constructor<FruitEnum> fruitEnumConstructor = fruitEnumClazz.getDeclaredConstructor(String.class, int.class);
// 获取访问权限
fruitEnumConstructor.setAccessible(true);
// 实例化
FruitEnum fruitDemo2 = fruitEnumConstructor.newInstance();
成功获取了 FruitEnum 的构造函数,然而还是抛出了异常:
在 JVM 层面禁止了通过反射构造枚举实例的行为。
然而除了反射外,还可以通过 Object.clone() 方法克隆一个已存在的对象。但是这种方式也是不行的,看 Enum 类中的 clone()
方法:
protected final Object clone() throws CloneNotSupportedException {
throw new CloneNotSupportedException();
}
Enum 类重写了 Obejct 的 clone()
方法,只要尝试通过 clone()
方法构造枚举对象,都会抛出异常,并且该方法被设置为不能再重写。
- 单例
从编译器、JVM,再到 java 内部设计,层层把关,封死了实例化枚举类的这一企图。因此有一种作法是通过枚举的形式实现单例,下面给个示例:
public class EnumSingleton{
private EnumSingleton() {
}
public static EnumSingleton getInstance(){
return Singleton.INSTANCE.getInstance();
}
private static enum Singleton {
INSTANCE;
private EnumSingleton singleton;
// JVM 保证了此方法绝对只调用一次
private Singleton(){
singleton = new EnumSingleton();
}
public EnumSingleton getInstance(){
return singleton;
}
}
}
-
线程安全
枚举常量都是 static 类型的,在枚举类加载完成后,会进行枚举常量的初始化,之后枚举类无法再实例化和修改。java 的类加载、初始化过程是线程安全的,因此创建一个 enum 是线程安全的。