前言

最近在學(xué)習(xí)Scala語言，雖然還沒有完全學(xué)通， 但是隱約可以體會(huì)到Scala的簡(jiǎn)潔和強(qiáng)大。 它既能讓程序員使用函數(shù)式編程， 也提供了全面的面向?qū)ο缶幊獭?在剛剛開始讀《Scala編程》的時(shí)候， 剛讀了幾頁， 我就被Scala語言吸引住了， 所以就一直讀下去。 在學(xué)習(xí)的過程中， 也會(huì)有一些感悟， 對(duì)于一些原理， 也會(huì)盡量搞明白。 所以打算一邊學(xué)習(xí)， 一邊寫博客， 雖然目前還沒有深入， 但是還是有很多東西值得寫下來。

我們知道， Scala也是一種運(yùn)行于Java虛擬機(jī)上的語言， 既然能夠運(yùn)行于虛擬機(jī)之上， 那么它必然可以編譯成class文件， 因?yàn)樘摂M機(jī)只認(rèn)class文件。 所以， scalac編譯器將.scala源文件， 編譯成class文件， 然后這些class文件被虛擬機(jī)加載并執(zhí)行。

所以， 如果你對(duì)class文件格式和java虛擬機(jī)足夠了解的話， 那么學(xué)習(xí)scala語言就會(huì)相對(duì)簡(jiǎn)單。Java文件編譯成class文件， 而Scala源文件也是編譯成class文件， 雖然他們語法大相徑庭， 但是最后殊途同歸。  如果我們能基于class文件分析scala的行為， 有助于理解scala語言。有人說scala的語法很多很難， 其實(shí)語法終歸是寫法， class文件的格式是不變的， 可以把scala的語法看成java語法的高級(jí)語法糖。

本系列博客基于分析class文件， 來分析scala的語法。 如果你對(duì)class文件格式不熟悉， 建議讀一下我的專欄， 該專欄是專門分析class文件和JVM行為的。 專欄地址：

http://blog.csdn.NET/column/details/zhangjg-java-blog.html

Scala的HelloWorld

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1. object HelloWorld{  
2.     def main(args : Array[String]){  
3.         println("HelloWorld")  
4.     }  
5. }  

如果對(duì)scala的語法不是很熟悉， 并且對(duì)scala比較感興趣， 建議先熟悉一下scala的基本語法。 這里簡(jiǎn)單說兩以下幾點(diǎn)：

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1. def doSomeThing(x : Int) : Int = {  
2.     x += 1  
3. }  

反編譯scala HelloWorld

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1. scalac HelloWorld.scala  

命令執(zhí)行完成后， 可以看到HelloWorld.scala所在的目錄中多出兩個(gè)class文件：

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1. javap -c -v -classpath . HelloWorld  

反編譯結(jié)果如下： （為了便于講述， 給出了所有的輸出， 會(huì)有些長(zhǎng)）

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1. Classfile /D:/Workspace/scala/scala-test/HelloWorld/HelloWorld.class  
2.   Last modified 2014-4-1; size 586 bytes  
3.   MD5 checksum 2ce2089f345445003ec6b4ef4ed4c6d1  
4.   Compiled from "HelloWorld.scala"  
5. public final class HelloWorld  
6.   SourceFile: "HelloWorld.scala"  
7.   RuntimeVisibleAnnotations:  
8.     0: #6(#7=s#8)  
9.     ScalaSig: length = 0x3  
10.      05 00 00  
11.   minor version: 0  
12.   major version: 50  
13.   flags: ACC_PUBLIC, ACC_FINAL, ACC_SUPER  
14. Constant pool:  
15.    #1 = Utf8               HelloWorld  
16.    #2 = Class              #1             //  HelloWorld  
17.    #3 = Utf8               java/lang/Object  
18.    #4 = Class              #3             //  java/lang/Object  
19.    #5 = Utf8               HelloWorld.scala  
20.    #6 = Utf8               Lscala/reflect/ScalaSignature;  
21.    #7 = Utf8               bytes  
22.    #8 = Utf8               
    :Q!
    \t\t!S3mY><vN7ea ...  
23.    #9 = Utf8               main  
24.   #10 = Utf8               ([Ljava/lang/String;)V  
25.   #11 = Utf8               HelloWorld$  
26.   #12 = Class              #11            //  HelloWorld$  
27.   #13 = Utf8               MODULE$  
28.   #14 = Utf8               LHelloWorld$;  
29.   #15 = NameAndType        #13:#14        //  MODULE$:LHelloWorld$;  
30.   #16 = Fieldref           #12.#15        //  HelloWorld$.MODULE$:LHelloWorld$;  
31.   #17 = NameAndType        #9:#10         //  main:([Ljava/lang/String;)V  
32.   #18 = Methodref          #12.#17        //  HelloWorld$.main:([Ljava/lang/String;)V  
33.   #19 = Utf8               Code  
34.   #20 = Utf8               SourceFile  
35.   #21 = Utf8               RuntimeVisibleAnnotations  
36.   #22 = Utf8               ScalaSig  
37. {  
38.   public static void main(java.lang.String[]);  
39.     flags: ACC_PUBLIC, ACC_STATIC  
40.     Code:  
41.       stack=2, locals=1, args_size=1  
42.          0: getstatic     #16                 // Field HelloWorld$.MODULE$:LHelloWorld$;  
43.          3: aload_0  
44.          4: invokevirtual #18                 // Method HelloWorld$.main:([Ljava/lang/String;)V  
45.          7: return  
46. }  

從輸出結(jié)果可以看到， 這個(gè)類確實(shí)有傳統(tǒng)意義上的main方法。 這個(gè)main方法中的字節(jié)碼指令大概是這樣：

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1. javap -c -v -classpath . HelloWorld$  

反編譯結(jié)果如下：

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1. Classfile /D:/Workspace/scala/scala-test/HelloWorld/HelloWorld$.class  
2.   Last modified 2014-4-1; size 596 bytes  
3.   MD5 checksum 7b3e40952539579da28edc84f370ab9b  
4.   Compiled from "HelloWorld.scala"  
5. public final class HelloWorld$  
6.   SourceFile: "HelloWorld.scala"  
7.     Scala: length = 0x0  
8.   
9.   minor version: 0  
10.   major version: 50  
11.   flags: ACC_PUBLIC, ACC_FINAL, ACC_SUPER  
12. Constant pool:  
13.    #1 = Utf8               HelloWorld$  
14.    #2 = Class              #1             //  HelloWorld$  
15.    #3 = Utf8               java/lang/Object  
16.    #4 = Class              #3             //  java/lang/Object  
17.    #5 = Utf8               HelloWorld.scala  
18.    #6 = Utf8               MODULE$  
19.    #7 = Utf8               LHelloWorld$;  
20.    #8 = Utf8               <clinit>  
21.    #9 = Utf8               ()V  
22.   #10 = Utf8               <init>  
23.   #11 = NameAndType        #10:#9         //  "<init>":()V  
24.   #12 = Methodref          #2.#11         //  HelloWorld$."<init>":()V  
25.   #13 = Utf8               main  
26.   #14 = Utf8               ([Ljava/lang/String;)V  
27.   #15 = Utf8               scala/Predef$  
28.   #16 = Class              #15            //  scala/Predef$  
29.   #17 = Utf8               Lscala/Predef$;  
30.   #18 = NameAndType        #6:#17         //  MODULE$:Lscala/Predef$;  
31.   #19 = Fieldref           #16.#18        //  scala/Predef$.MODULE$:Lscala/Predef$;  
32.   #20 = Utf8               HelloWorld  
33.   #21 = String             #20            //  HelloWorld  
34.   #22 = Utf8               println  
35.   #23 = Utf8               (Ljava/lang/Object;)V  
36.   #24 = NameAndType        #22:#23        //  println:(Ljava/lang/Object;)V  
37.   #25 = Methodref          #16.#24        //  scala/Predef$.println:(Ljava/lang/Object;)V  
38.   #26 = Utf8               this  
39.   #27 = Utf8               args  
40.   #28 = Utf8               [Ljava/lang/String;  
41.   #29 = Methodref          #4.#11         //  java/lang/Object."<init>":()V  
42.   #30 = NameAndType        #6:#7          //  MODULE$:LHelloWorld$;  
43.   #31 = Fieldref           #2.#30         //  HelloWorld$.MODULE$:LHelloWorld$;  
44.   #32 = Utf8               Code  
45.   #33 = Utf8               LocalVariableTable  
46.   #34 = Utf8               LineNumberTable  
47.   #35 = Utf8               SourceFile  
48.   #36 = Utf8               Scala  
49. {  
50.   public static final HelloWorld$ MODULE$;  
51.     flags: ACC_PUBLIC, ACC_STATIC, ACC_FINAL  
52.   
53.   
54.   public static {};  
55.     flags: ACC_PUBLIC, ACC_STATIC  
56.     Code:  
57.       stack=1, locals=0, args_size=0  
58.          0: new           #2                  // class HelloWorld$  
59.          3: invokespecial #12                 // Method "<init>":()V  
60.          6: return  
61.   
62.   public void main(java.lang.String[]);  
63.     flags: ACC_PUBLIC  
64.     Code:  
65.       stack=2, locals=2, args_size=2  
66.          0: getstatic     #19                 // Field scala/Predef$.MODULE$:Lscala/Predef$;  
67.          3: ldc           #21                 // String HelloWorld  
68.          5: invokevirtual #25                 // Method scala/Predef$.println:(Ljava/lang/Object;)V  
69.          8: return  
70.       LocalVariableTable:  
71.         Start  Length  Slot  Name   Signature  
72.                0       9     0  this   LHelloWorld$;  
73.                0       9     1  args   [Ljava/lang/String;  
74.       LineNumberTable:  
75.         line 5: 0  
76. }  

從輸出結(jié)果可以知道:

[java] view plain copy

1. public static final HelloWorld$ MODULE$;  
2.   flags: ACC_PUBLIC, ACC_STATIC, ACC_FINAL  

它的訪問修飾符是 public static final   ， 類型是HelloWorld$ ， 字段名是 MODULE$ 。

[java] view plain copy

1. public static {};  
2.     flags: ACC_PUBLIC, ACC_STATIC  
3.     Code:  
4.       stack=1, locals=0, args_size=0  
5.          0: new           #2                  // class HelloWorld$  
6.          3: invokespecial #12                 // Method "<init>":()V  
7.          6: return  

在這個(gè)靜態(tài)初始化方法中， 使用new指令創(chuàng)建了一個(gè)HelloWorld$對(duì)象， 并且調(diào)用該對(duì)象的構(gòu)造方法<init>初始化這個(gè)對(duì)象。 

[java] view plain copy

1. public void main(java.lang.String[]);  
2.    flags: ACC_PUBLIC  
3.    Code:  
4.      stack=2, locals=2, args_size=2  
5.         0: getstatic     #19                 // Field scala/Predef$.MODULE$:Lscala/Predef$;  
6.         3: ldc           #21                 // String HelloWorld  
7.         5: invokevirtual #25                 // Method scala/Predef$.println:(Ljava/lang/Object;)V  
8.         8: return  
9.      LocalVariableTable:  
10.        Start  Length  Slot  Name   Signature  
11.               0       9     0  this   LHelloWorld$;  
12.               0       9     1  args   [Ljava/lang/String;  
13.      LineNumberTable:  
14.        line 5: 0  

這個(gè)main方法不是靜態(tài)的， 是一個(gè)實(shí)例方法， 從它的字節(jié)碼指令可以看出， 實(shí)現(xiàn)的是打印字符串HelloWorld的邏輯。

HelloWorld的實(shí)現(xiàn)方式總結(jié)

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1. public class HelloWorld{  
2.       
3.     public static void main(String[] args){  
4.   
5.   
6.       HelloWorld$.MODULE$.main(args);  
7.     }     
8. }  

3 真正打印字符串“HelloWorld”的邏輯在HelloWorld$中。 這個(gè)類有一個(gè)main實(shí)例方法， 來處理打印字符串的邏輯， 并且該類中有一個(gè)HelloWorld$類型的靜態(tài)字段MODULE$ 。 上面的HelloWorld類中的入口main方法， 正是通過這個(gè)字段調(diào)用的HelloWorld$的main實(shí)例方法來打印"HelloWorld" 。

[java] view plain copy

1. public final class HelloWorld${  
2.   
3.     public static final HelloWorld$ MODULE$ = new HelloWorld$();  
4.   
5.     public void main(String[] args){  
6.         println("HelloWorld");  
7.     }  
8. }