Scala 与 Java 的交互操作

这个章节主要讲解Scala和Java进行互操作。

Javap
类
异常
Trait
对象
闭包函数(closures functions)

Javap

javap是JDK附带的一个工具，而不是JRE。它们之间还是有差别的。Javap反编译class文件，并且向你展示它里面放的是什么。使用起来很简单。

[local ~/projects/interop/target/scala_2.8.1/classes/com/twitter/interop]$ javap MyTrait
Compiled from "Scalaisms.scala"
public interface com.twitter.interop.MyTrait extends scala.ScalaObject{
public abstract java.lang.String traitName();
public abstract java.lang.String upperTraitName();
}

如果你想了解底层的话，你可以查看对应的字节码

[local ~/projects/interop/target/scala_2.8.1/classes/com/twitter/interop]$ javap -c MyTrait\$class
Compiled from "Scalaisms.scala"
public abstract class com.twitter.interop.MyTrait$class extends java.lang.Object{
public static java.lang.String upperTraitName(com.twitter.interop.MyTrait);
Code:
0: aload_0
1: invokeinterface #12, 1; //InterfaceMethod com/twitter/interop/MyTrait.traitName:()Ljava/lang/String;
6: invokevirtual #17; //Method java/lang/String.toUpperCase:()Ljava/lang/String;
9: areturn

public static void $init$(com.twitter.interop.MyTrait);
Code:
0: return

}

如果你在Java平台上有什么问题，你可以通过javap来排查。

类

从Java的角度来使用Scala的_class_需要注意的四个要点如下：

类参数
类常量
类变量
异常

我们来创建一个简单的scala类来展示这几个要点

package com.twitter.interop

import java.io.IOException
import scala.throws
import scala.reflect.{BeanProperty, BooleanBeanProperty}

class SimpleClass(name: String, val acc: String, @BeanProperty var mutable: String) {
val foo = "foo"
var bar = "bar"
@BeanProperty
val fooBean = "foobean"
@BeanProperty
var barBean = "barbean"
@BooleanBeanProperty
var awesome = true

def dangerFoo() = {
throw new IOException("SURPRISE!")
}

@throws(classOf[IOException])
def dangerBar() = {
throw new IOException("NO SURPRISE!")
}
}

类参数

默认情况下，类参数实际上就是Java里构造函数的参数。这就意味着你不能在这个class之外访问它们。
把类参数定义成一个val/var的方式和下面的代码相同

class SimpleClass(acc_: String) {
val acc = acc_
}

下面就可以通过Java代码来访问它们了。

常量（Val）

常量（val）都会定义有对应的供Java代码访问的方法。你可以通过”foo()”方法来取得常量（val）“foo”的值。

变量（Var）

变量（var）会多定义一个_$eq方法。你可以这样调用来设置变量的值：

foo$_eq("newfoo");

BeanFactory

你可以通过@BeanProperty注解来标注val和var。这样就会生成类似于POJO的getter/setter方法。假如你想要访问isFoo变量，使用BooleanBeanProperty注解。那么难以理解的foo$eq就可以换成：

setFoo("newfoo");
getFoo();

异常

Scala里没有受检异常（checked exception），但是Java里有。这是一个语言层面上的问题，我们这里不进行讨论，但是在Java里你对异常进行捕获的时候你还是要注意的。dangerFoo和dangerBar的定义里对这进行了示范。在Java里，你不能这样做。

// exception erasure!
// 异常擦除！
try {
s.dangerFoo();
} catch (IOException e) {
// UGLY
// 非常丑陋
}

Java编译器会因为s.dangerFoo不会抛出IOException而报错。我们可以通过捕获Throwable来绕过这个错误，但是这样做没多大用处。

不过，作为一个Scala用户，比较正式的方式是使用throws注解，就像我们之前在dangerBar上的一样。这个手段使得我们能够使用Java里的受检异常（checked exception）。

延伸阅读

支持Java互操作的注解的完整列表在http://www.scala-lang.org/node/106。

Trait

我们怎样可以得到一个接口和对应的实现呢？我们简单看看trait的定义

trait MyTrait {
def traitName:String
def upperTraitName = traitName.toUpperCase
}

这个trait有一个抽象的方法（traitName）和一个已实现的方法（upperTraitName）。对于这样的trait，Scala会生成什么样的代码呢？它会生成一个MyTrait接口，同时还会生成对应的实现类MyTrait$class。

MyTrait的实现和你猜想的差不多：

[local ~/projects/interop/target/scala_2.8.1/classes/com/twitter/interop]$ javap MyTrait
Compiled from "Scalaisms.scala"
public interface com.twitter.interop.MyTrait extends scala.ScalaObject{
public abstract java.lang.String traitName();
public abstract java.lang.String upperTraitName();
}

不过MyTrait$class的实现更加有趣：

[local ~/projects/interop/target/scala_2.8.1/classes/com/twitter/interop]$ javap MyTrait\$class
Compiled from "Scalaisms.scala"
public abstract class com.twitter.interop.MyTrait$class extends java.lang.Object{
public static java.lang.String upperTraitName(com.twitter.interop.MyTrait);
public static void $init$(com.twitter.interop.MyTrait);
}

MyTrait$class类只有一个静态的接受一个MyTrait实例作为参数的方法。这样给了我们在Java如何实现trait的一条线索。

首先要做的是：

package com.twitter.interop;

public class JTraitImpl implements MyTrait {
private String name = null;

public JTraitImpl(String name) {
this.name = name;
}

public String traitName() {
return name;
}
}

然后我们会得到下面的错误：

[info] Compiling main sources...
[error] /Users/mmcbride/projects/interop/src/main/java/com/twitter/interop/JTraitImpl.java:3: com.twitter.interop.JTraitImpl is not abstract and does not override abstract method upperTraitName() in com.twitter.interop.MyTrait
[error] public class JTraitImpl implements MyTrait {
[error] ^

我们_可以_自己来实现他们。不过还有一种更加诡异的方式。

package com.twitter.interop;

public String upperTraitName() {
return MyTrait$class.upperTraitName(this);
}

我们只需要把相应的方法调用代理到Scala的实现上。并且我们还可以根据实际需要进行重写。

对象

在Scala里，是用对象来实现静态方法和单例模式的。如果在Java里使用它们就会显得比较怪。在语法上没有什么比较优雅的方式来使用它们，但是在Scala 2.8里就没有那么麻烦了。

Scala对象会被编译成一个名称带有“$”后缀的类。我们来创建一个类以及对应的对象（Object）。我们来创建一个类以及对应的伴生对象（companion object)。

class TraitImpl(name: String) extends MyTrait {
def traitName = name
}

object TraitImpl {
def apply = new TraitImpl("foo")
def apply(name: String) = new TraitImpl(name)
}

我们可以通过下面这种奇妙的方式在Java里访问它：

MyTrait foo = TraitImpl$.MODULE$.apply("foo");

现在你也许会问自己，这究竟是神马？这是一个很正常的反应。我们现在一起来看看TraintImpl$内部究竟是怎么实现的。

local ~/projects/interop/target/scala_2.8.1/classes/com/twitter/interop]$ javap TraitImpl\$
Compiled from "Scalaisms.scala"
public final class com.twitter.interop.TraitImpl$ extends java.lang.Object implements scala.ScalaObject{
public static final com.twitter.interop.TraitImpl$ MODULE$;
public static {};
public com.twitter.interop.TraitImpl apply();
public com.twitter.interop.TraitImpl apply(java.lang.String);
}

其实它里面没有任何静态方法。相反，它还有一个静态成员叫做MODULE$。实际上方法的调用都是代理到这个成员变量上的。这种实现使得访问起来觉得比较恶心，但是如果你知道怎么使用MODULE$的话，其实还是很实用的。

转发方法（Forwarding Method）

在Scala 2.8里，处理Object会比较简单点。如果你有一个类以及对应的伴生对象（companion object），2.8 的编译器会在伴生对象里生成转发方法。如果使用2.8的编译器进行构建，那么你可以通过下面的方法来访问TraitImpl对象：

MyTrait foo = TraitImpl.apply("foo");

闭包函数

Scala最重要的一个特点就是把函数作为一等公民。我们来定义一个类，它里面包含一些接收函数作为参数的方法。

class ClosureClass {
def printResult[T](f: => T) = {
println(f)
}

def printResult[T](f: String => T) = {
println(f("HI THERE"))
}
}

在Scala里我可以这样调用：

val cc = new ClosureClass
cc.printResult { "HI MOM" }

但是在Java里却没有这么简单，不过也没有想象的那么复杂。我们来看看ClosureClass最终到底编译成怎样：

[local ~/projects/interop/target/scala_2.8.1/classes/com/twitter/interop]$ javap ClosureClass
Compiled from "Scalaisms.scala"
public class com.twitter.interop.ClosureClass extends java.lang.Object implements scala.ScalaObject{
public void printResult(scala.Function0);
public void printResult(scala.Function1);
public com.twitter.interop.ClosureClass();
}

这个看起来也不是很可怕。”f: => T” 转换成”Function0″，”f: String => T” 转换成 “Function1″。Scala定义了从Function0到Function22，一直支持到22个参数。这么多确实已经足够了。

现在我们只需要弄清楚，怎么在Java去实现这个功能。事实上，Scala提供了AbstractFunction0和AbstractFunction1，我们可以这样来传参：

@Test public void closureTest() {
ClosureClass c = new ClosureClass();
c.printResult(new AbstractFunction0() {
public String apply() {
return "foo";
}
});
c.printResult(new AbstractFunction1() {
public String apply(String arg) {
return arg + "foo";
}
});
}

注意我们还可以使用泛型来参数化参数的类型。

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