为什么 StructuredArray 需要是不可构造的？

Question

This talk 在 34:00 描述了 Java 的 StructuredArray 的设计。一切都相当清楚，除了以下几点：

它不应该是可构造的，即实例可能只能通过某些 静态工厂方法 获得，例如 newInstance。同时，它们应该是可子类化的，这意味着必须有一个 public 构造函数，并且在运行时将保证不可构造性。这听起来很老套，所以我想知道 为什么？

我了解工厂的一般优势，尤其是静态工厂方法。但是我们在这里得到了什么，以便让黑客可以接受？

Answer 1

语义浏览 API 文档，我的理解是这主要是语义问题。并提供 Fluent API。此外，如果您转到演示文稿的结论幻灯片，您应该注意到语义项目符号排在第一位（如果我们不计算源代码 url）。

如果我们选择普通数组。它们呈现出清晰的语义：

数组类型
数组长度
元素类型

结果

我们有一个统一的数组处理模型。而 API 是 crystal 清楚的。没有 10 种不同的方式来处理数组。我相信对于 Java 语言开发人员来说，api 的这种简洁性极其重要。强迫不可构造性，他们隐含地强迫我们按照他们希望我们使用它的方式使用 API 。

施工

因为 StructuredArray 本质上也是数组。提供构造函数会立即迫使我们使用 StructuredArray 的具体实现，这会自动产生问题，引入这种 "What exactly is an "Array?".

的统一模型

这就是为什么通过 Java 文档我们可以看到 StructuredArray 的实际构造方式：

  static <S extends StructuredArray<T>,T> S newInstance(java.lang.invoke.MethodHandles.Lookup lookup,
 java.lang.Class<S> arrayClass, 
 java.lang.Class<T> elementClass, 
 java.util.Collection<T> sourceCollection)

这里可见的是 StructuredArray 强制执行几项操作：

它强制所有客户端 classes 使用 "StructuredArray" 而不是具体实现。
StructuredArray 本质上是不可变的。
不变性意味着长度有严格的表示法。
结构化数组有一个元素源。一旦消耗掉就可以处理掉。
与常规数组类似，结构化数组具有元素类型的概念。

我相信有很强的语义符号，而且作者也给了我们一个很好的提示，告诉我们编码应该如何发生。

结构化数组的另一个有趣的特性是能够传递构造函数。我们再次谈论接口和 API 与实际实现的强解耦。

数组模型

我的话通过检查 StructuredArrayModel 得到进一步证实 http://objectlayout.github.io/ObjectLayout/JavaDoc/index.html?org/ObjectLayout/StructuredArray.html

StructuredArrayModel(java.lang.Class<S> arrayClass, java.lang.Class<T> elementClass, long length)

从构造函数中可以看到三件事： - 数组 class - 元素的类型 - 长度

进一步观察结构化数组支持的结构：

An array of structs: 
struct foo[];

A struct with a struct inside: 
struct foo { int a; bar b; int c; };

A struct with an array at the end: 
struct foo { int len; char[] payload; };

StructuredArrayModel 完全支持它与 StructuredArray 相比，我们能够轻松实例化模型的具体实现。

StructuredArray 向我们展示了传递伪构造函数的能力 http://objectlayout.github.io/ObjectLayout/JavaDoc/org/ObjectLayout/CtorAndArgs.html

newInstance(CtorAndArgs<S> arrayCtorAndArgs, java.lang.Class<T> elementClass, long length)

Answer 2

StructuredArray class 的要点是有一天它可以被一个内部实现替换，该实现将整个数组（包括组件对象）分配为一个长内存块。 发生这种情况时，对象的大小将取决于元素的数量和元素class。

如果 StructuredArray 有一个 public 构造器，那么你可以写 x = new StructuredArray<>(StructuredArray.class, MyElement.class, length)。这似乎没有任何问题，除了在 bytecode 中，这变成了分配对象的 new 指令，然后是 separate invokespecial 指令调用对象的构造函数。

你看到问题了——new指令必须分配对象，但它不能，因为对象的大小取决于构造函数参数（它没有的元素 class 和长度）！直到稍后某个时候的构造函数调用才传递这些。

有很多方法可以解决这样的问题，但它们都有点恶心。将构造封装在静态工厂方法中更有意义，因为这样你就 不能写 new StructuredArray...，而且 JVM 不必使用任何 "magic" 来计算在 new 指令中为 StructuredArray 分配多少内存，因为不可能有任何这样的指令*。

如果以后的某些 JVM 想要提供分配连续数组的静态工厂的内部实现，那没问题——它在工厂方法调用中获得所需的所有信息。

注意* - 是的，好的，从技术上讲，您可以编写 new StructuredArray...，但它对您来说不是一个有用的对象。

为什么 StructuredArray 需要是不可构造的？

Why does StructuredArray need to be non-constructible?

java

arrays

collections

struct

java-9