1.為什么成員內(nèi)部類(lèi)可以無(wú)條件訪問(wèn)外部類(lèi)的成員？

在此之前，我們已經(jīng)討論過(guò)了成員內(nèi)部類(lèi)可以無(wú)條件訪問(wèn)外部類(lèi)的成員，那具體究竟是如何實(shí)現(xiàn)的呢？下面通過(guò)反編譯字節(jié)碼文件看看究竟。事實(shí)上，編譯器在進(jìn)行編譯的時(shí)候，會(huì)將成員內(nèi)部類(lèi)單獨(dú)編譯成一個(gè)字節(jié)碼文件，下面是Outter.java的代碼：

public class Outter {
    private Inner inner = null;
    public Outter() {
    }

    public Inner getInnerInstance() {
        if(inner == null)
            inner = new Inner();
        return inner;
    }

    protected class Inner {
        public Inner() {

        }
    }
}

編譯之后，出現(xiàn)了兩個(gè)字節(jié)碼文件：

image

反編譯Outter$Inner.class文件得到下面信息：

>E:\Workspace\Test\bin\com\cxh\test2>javap -v Outter$Inner
Compiled from "Outter.java"
public class com.cxh.test2.Outter$Inner extends java.lang.Object
  SourceFile: "Outter.java"
  InnerClass:
   #24= #1 of #22; //Inner=class com/cxh/test2/Outter$Inner of class com/cxh/tes
t2/Outter
  minor version: 0
  major version: 50
  Constant pool:
const #1 = class        #2;     //  com/cxh/test2/Outter$Inner
const #2 = Asciz        com/cxh/test2/Outter$Inner;
const #3 = class        #4;     //  java/lang/Object
const #4 = Asciz        java/lang/Object;
const #5 = Asciz        this$0;
const #6 = Asciz        Lcom/cxh/test2/Outter;;
const #7 = Asciz        <init>;
const #8 = Asciz        (Lcom/cxh/test2/Outter;)V;
const #9 = Asciz        Code;
const #10 = Field       #1.#11; //  com/cxh/test2/Outter$Inner.this$0:Lcom/cxh/t
est2/Outter;
const #11 = NameAndType #5:#6;//  this$0:Lcom/cxh/test2/Outter;
const #12 = Method      #3.#13; //  java/lang/Object."<init>":()V
const #13 = NameAndType #7:#14;//  "<init>":()V
const #14 = Asciz       ()V;
const #15 = Asciz       LineNumberTable;
const #16 = Asciz       LocalVariableTable;
const #17 = Asciz       this;
const #18 = Asciz       Lcom/cxh/test2/Outter$Inner;;
const #19 = Asciz       SourceFile;
const #20 = Asciz       Outter.java;
const #21 = Asciz       InnerClasses;
const #22 = class       #23;    //  com/cxh/test2/Outter
const #23 = Asciz       com/cxh/test2/Outter;
const #24 = Asciz       Inner;

{
final com.cxh.test2.Outter this$0;

public com.cxh.test2.Outter$Inner(com.cxh.test2.Outter);
  Code:
   Stack=2, Locals=2, Args_size=2
   0:   aload_0
   1:   aload_1
   2:   putfield        #10; //Field this$0:Lcom/cxh/test2/Outter;
   5:   aload_0
   6:   invokespecial   #12; //Method java/lang/Object."<init>":()V
   9:   return
  LineNumberTable:
   line 16: 0
   line 18: 9

  LocalVariableTable:
   Start  Length  Slot  Name   Signature
   0      10      0    this       Lcom/cxh/test2/Outter$Inner;

}

第11行到35行是常量池的內(nèi)容，下面逐一第38行的內(nèi)容：

final com.cxh.test2.Outter this$0;

這行是一個(gè)指向外部類(lèi)對(duì)象的指針，看到這里想必大家豁然開(kāi)朗了。也就是說(shuō)編譯器會(huì)默認(rèn)為成員內(nèi)部類(lèi)添加了一個(gè)指向外部類(lèi)對(duì)象的引用，那么這個(gè)引用是如何賦初值的呢？下面接著看內(nèi)部類(lèi)的構(gòu)造器：

public com.cxh.test2.Outter$Inner(com.cxh.test2.Outter);

從這里可以看出，雖然我們?cè)诙x的內(nèi)部類(lèi)的構(gòu)造器是無(wú)參構(gòu)造器，編譯器還是會(huì)默認(rèn)添加一個(gè)參數(shù)，該參數(shù)的類(lèi)型為指向外部類(lèi)對(duì)象的一個(gè)引用，所以成員內(nèi)部類(lèi)中的Outter this&0 指針便指向了外部類(lèi)對(duì)象，因此可以在成員內(nèi)部類(lèi)中隨意訪問(wèn)外部類(lèi)的成員。從這里也間接說(shuō)明了成員內(nèi)部類(lèi)是依賴(lài)于外部類(lèi)的，如果沒(méi)有創(chuàng)建外部類(lèi)的對(duì)象，則無(wú)法對(duì)Outter this&0引用進(jìn)行初始化賦值，也就無(wú)法創(chuàng)建成員內(nèi)部類(lèi)的對(duì)象了。所以，如果在外部類(lèi)沒(méi)有人引用的時(shí)候，而成員內(nèi)部類(lèi)有人引用，外部類(lèi)因?yàn)楸粌?nèi)部類(lèi)引用所以不會(huì)被回收。這就是Android中常見(jiàn)的Activity內(nèi)存泄露產(chǎn)生的原因。

2.為什么局部?jī)?nèi)部類(lèi)和匿名內(nèi)部類(lèi)只能訪問(wèn)局部final變量？

想必這個(gè)問(wèn)題也曾經(jīng)困擾過(guò)很多人，在討論這個(gè)問(wèn)題之前，先看下面這段代碼：

public class Test {
    public static void main(String[] args)  {

    }

    public void test(final int b) {
        final int a = 10;
        new Thread(){
            public void run() {
                System.out.println(a);
                System.out.println(b);
            };
        }.start();
    }
}

這段代碼會(huì)被編譯成兩個(gè)class文件：Test.class和Test1.class。默認(rèn)情況下，編譯器會(huì)為匿名內(nèi)部類(lèi)和局部?jī)?nèi)部類(lèi)起名為Outterx.class（x為正整數(shù)）。

image

根據(jù)上圖可知，test方法中的匿名內(nèi)部類(lèi)的名字被起為 Test$1。

上段代碼中，如果把變量a和b前面的任一個(gè)final去掉，這段代碼都編譯不過(guò)。我們先考慮這樣一個(gè)問(wèn)題：

當(dāng)test方法執(zhí)行完畢之后，變量a的生命周期就結(jié)束了，而此時(shí)Thread對(duì)象的生命周期很可能還沒(méi)有結(jié)束，那么在Thread的run方法中繼續(xù)訪問(wèn)變量a就變成不可能了，但是又要實(shí)現(xiàn)這樣的效果，怎么辦呢？Java采用了 復(fù)制 的手段來(lái)解決這個(gè)問(wèn)題。將這段代碼的字節(jié)碼反編譯可以得到下面的內(nèi)容：

image

我們看到在run方法中有一條指令：

bipush 10

這條指令表示將操作數(shù)10壓棧，表示使用的是一個(gè)本地局部變量。這個(gè)過(guò)程是在編譯期間由編譯器默認(rèn)進(jìn)行，如果這個(gè)變量的值在編譯期間可以確定，則編譯器默認(rèn)會(huì)在匿名內(nèi)部類(lèi)（局部?jī)?nèi)部類(lèi)）的常量池中添加一個(gè)內(nèi)容相等的字面量或直接將相應(yīng)的字節(jié)碼嵌入到執(zhí)行字節(jié)碼中。這樣一來(lái)，匿名內(nèi)部類(lèi)使用的變量是另一個(gè)局部變量，只不過(guò)值和方法中局部變量的值相等，因此和方法中的局部變量完全獨(dú)立開(kāi)。

下面再看一個(gè)例子：

public class Test {
    public static void main(String[] args)  {

    }

    public void test(final int a) {
        new Thread(){
            public void run() {
                System.out.println(a);
            };
        }.start();
    }
}

反編譯得到：

image

我們看到匿名內(nèi)部類(lèi)Test$1的構(gòu)造器含有兩個(gè)參數(shù)，一個(gè)是指向外部類(lèi)對(duì)象的引用，一個(gè)是int型變量，很顯然，這里是將變量test方法中的形參a以參數(shù)的形式傳進(jìn)來(lái)對(duì)匿名內(nèi)部類(lèi)中的拷貝（變量a的拷貝）進(jìn)行賦值初始化。

也就說(shuō)如果局部變量的值在編譯期間就可以確定，則直接在匿名內(nèi)部里面創(chuàng)建一個(gè)拷貝。如果局部變量的值無(wú)法在編譯期間確定，則通過(guò)構(gòu)造器傳參的方式來(lái)對(duì)拷貝進(jìn)行初始化賦值。

從上面可以看出，在run方法中訪問(wèn)的變量a根本就不是test方法中的局部變量a。這樣一來(lái)就解決了前面所說(shuō)的 生命周期不一致的問(wèn)題。但是新的問(wèn)題又來(lái)了，既然在run方法中訪問(wèn)的變量a和test方法中的變量a不是同一個(gè)變量，當(dāng)在run方法中改變變量a的值的話，會(huì)出現(xiàn)什么情況？

對(duì)，會(huì)造成數(shù)據(jù)不一致性，這樣就達(dá)不到原本的意圖和要求。為了解決這個(gè)問(wèn)題，java編譯器就限定必須將變量a限制為final變量，不允許對(duì)變量a進(jìn)行更改（對(duì)于引用類(lèi)型的變量，是不允許指向新的對(duì)象），這樣數(shù)據(jù)不一致性的問(wèn)題就得以解決了。

到這里，想必大家應(yīng)該清楚為何 方法中的局部變量和形參都必須用final進(jìn)行限定了。

3.靜態(tài)內(nèi)部類(lèi)有特殊的地方嗎？

從前面可以知道，靜態(tài)內(nèi)部類(lèi)是不依賴(lài)于外部類(lèi)的，也就說(shuō)可以在不創(chuàng)建外部類(lèi)對(duì)象的情況下創(chuàng)建內(nèi)部類(lèi)的對(duì)象。另外，靜態(tài)內(nèi)部類(lèi)是不持有指向外部類(lèi)對(duì)象的引用的，這個(gè)讀者可以自己嘗試反編譯class文件看一下就知道了，是沒(méi)有Outter this&0引用的。