Java枚举的实现原理

Java的枚举类,一般的常用方式是使用枚举代表各类选项,既限定了接受值的范围,又便于记忆。如使用枚举定义星期几、性别等等。
看一个最简单的枚举:

public enum SimpleEnum {
    MONDAY, TUESDAY;
}

在使用这个枚举时,我们可以使用以下的方法:

SimpleEnum.TUESDAY.name();
SimpleEnum.MONDAY.ordinal();
SimpleEnum.values();
SimpleEnum.valueOf("WEDNESDAY");

反编译看一下:

Compiled from "SimpleEnum.java"
// 说明enum定义的枚举,是java.lang.Enum类的子类
public final class jdk.test.Enum.SimpleEnum extends java.lang.Enum<jdk.test.Enum.SimpleEnum> {


    private SimpleEnum(String s, int i)
    {
        super(s, i);
    }

    public static SimpleEnum[] values()
    {
        SimpleEnum asimpleenum[];
        int i;
        SimpleEnum asimpleenum1[];
        System.arraycopy(asimpleenum = ENUM$VALUES, 0, asimpleenum1 = new SimpleEnum[i = asimpleenum.length], 0, i);
        return asimpleenum1;
    }

    public static SimpleEnum valueOf(String s)
    {
        return (SimpleEnum)Enum.valueOf(jdk/test/Enum/SimpleEnum, s);
    }

    public static final SimpleEnum MONDAY;
    public static final SimpleEnum TUESDAY;
    private static final SimpleEnum ENUM$VALUES[];

    static 
    {
        MONDAY = new SimpleEnum("MONDAY", 0);
        TUESDAY = new SimpleEnum("TUESDAY", 1);
        ENUM$VALUES = (new SimpleEnum[] {
            MONDAY, TUESDAY
        });
    }
}

再看一下java.lang.Enum类的源码:

public abstract class Enum<E extends Enum<E>> implements Comparable<E>, Serializable {
    
    // Enum的私有属性,name,结合字节码,name属性的值就是实例对象的变量名的String
    private final String name;

    public final String name() {
        return name;
    }
    // 序号值,从0开始 ,static初始化块中操作
    private final int ordinal;
    public final int ordinal() {
        return ordinal;
    }

    protected Enum(String name, int ordinal) {
        this.name = name;
        this.ordinal = ordinal;
    }
 
    public String toString() {
        return name;
    }
 
    public final boolean equals(Object other) {
        return this==other;
    }
 
    public final int hashCode() {
        return super.hashCode();
    }

    /**
     * Throws CloneNotSupportedException.  This guarantees that enums
     * are never cloned, which is necessary to preserve their "singleton"
     * status.
     *
     * @return (never returns)
     */
    protected final Object clone() throws CloneNotSupportedException {
        throw new CloneNotSupportedException();
    }

   
    public final int compareTo(E o) {
        Enum<?> other = (Enum<?>)o;
        Enum<E> self = this;
        if (self.getClass() != other.getClass() && // optimization
            self.getDeclaringClass() != other.getDeclaringClass())
            throw new ClassCastException();
        return self.ordinal - other.ordinal;
    }
 
    @SuppressWarnings("unchecked")
    public final Class<E> getDeclaringClass() {
        Class<?> clazz = getClass();
        Class<?> zuper = clazz.getSuperclass();
        return (zuper == Enum.class) ? (Class<E>)clazz : (Class<E>)zuper;
    }
 
    public static <T extends Enum<T>> T valueOf(Class<T> enumType,
                                                String name) {
        T result = enumType.enumConstantDirectory().get(name);
        if (result != null)
            return result;
        if (name == null)
            throw new NullPointerException("Name is null");
        throw new IllegalArgumentException(
            "No enum constant " + enumType.getCanonicalName() + "." + name);
    }

    /**
     * enum classes cannot have finalize methods.
     */
    protected final void finalize() { }

    /**
     * prevent default deserialization
     */
    private void readObject(ObjectInputStream in) throws IOException,
        ClassNotFoundException {
        throw new InvalidObjectException("can't deserialize enum");
    }

    private void readObjectNoData() throws ObjectStreamException {
        throw new InvalidObjectException("can't deserialize enum");
    }
}

实际上看来,enum只是类的一种特殊形式,它实际上和普通的类没有什么区别,只是JVM将他区别对待,让他在定义时可以以特殊的形式来进行,其他事情交给了JVM。
而且,有趣的是,Enum这个抽象类,我们是无法通过继承它来创造自己的实现类的。
话说回来,既然枚举和正常类没有什么区别,那是不是可以像普通类定义构造器,各种方法,私有属性呢?
事实证明,当然是可以的。

  • 可以实现接口
  • 可以定义属性和方法
  • 不可以显式的调用其构造器(因为是private)
  • 不可以继承类(因为暗含父类了)
  • 可以定义抽象方法,且定义抽象方法时,enum反编译是抽象类。

例:

public interface IEnum {
    void test();
}
public enum MyEnum implements IEnum {
    ONE(1) {
        @Override
        void what() {
            // TODO Auto-generated method stub

        }
    },
    TWO(2) {
        @Override
        void what() {
            // TODO Auto-generated method stub

        }
    };

    private int num;

    abstract void what();

    MyEnum(int num) {
        this.setNum(num);

    }

    public int getNum() {
        return num;
    }

    public void setNum(int num) {
        this.num = num;
    }

    @Override
    public void test() {
        System.out.println("test");

    }

}
// decomplie

public abstract class MyEnum extends Enum
    implements IEnum
{

    private MyEnum(String s, int i)
    {
        super(s, i);
        FIVE.num = 5;
    }

    abstract void what();

    private MyEnum(String s, int i, int num)
    {
        super(s, i);
        setNum(num);
        FIVE.num = 5;
    }

    public MyEnum getFive()
    {
        return FIVE;
    }

    public int getNum()
    {
        return num;
    }

    public void setNum(int num)
    {
        this.num = num;
    }

    public void test()
    {
        System.out.println("test");
    }

    public static MyEnum[] values()
    {
        MyEnum amyenum[];
        int i;
        MyEnum amyenum1[];
        System.arraycopy(amyenum = ENUM$VALUES, 0, amyenum1 = new MyEnum[i = amyenum.length], 0, i);
        return amyenum1;
    }

    public static MyEnum valueOf(String s)
    {
        return (MyEnum)Enum.valueOf(jdk/test/Enum/MyEnum, s);
    }

    MyEnum(String s, int i, int j, MyEnum myenum)
    {
        this(s, i, j);
    }

    public static final MyEnum ONE;
    public static final MyEnum TWO;
    private int num;
    private MyEnum FIVE;
    private static final MyEnum ENUM$VALUES[];

    static 
    {
        ONE = new MyEnum("ONE", 0, 1) {

            void what()
            {
            }

        }
;
        TWO = new MyEnum("TWO", 1, 2) {

            void what()
            {
            }

        }
;
        ENUM$VALUES = (new MyEnum[] {
            ONE, TWO
        });
    }
}

class MyEnum$1 extends MyEnum
{

    void what()
    {
    }

    MyEnum$1(String s, int i, int $anonymous0)
    {
        super(s, i, $anonymous0, null);
    }
}



class MyEnum$2 extends MyEnum
{

    void what()
    {
    }

    MyEnum$2(String s, int i, int $anonymous0)
    {
        super(s, i, $anonymous0, null);
    }
}

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