具有泛型类型具体实现的 LambdaMetaFactory

Question

我正在尝试使用 Java 的 LambdaMetaFactory 动态实现通用 lambda，Handler<RoutingContext>:

public class RoutingContext {
    // ...
}

@FunctionalInterface
public interface Handler<X> {
    public void handle(X arg);
}

public class HomeHandler extends Handler<RoutingContext> {
    @Override
    public void handle(RoutingContext ctx) {
        // ...
    }
}

这是我在 LambdaMetaFactory 上的尝试：

try {
    Class<?> homeHandlerClass = HomeHandler.class;

    Method method = homeHandlerClass.getDeclaredMethod(
            "handle", RoutingContext.class);
    Lookup lookup = MethodHandles.lookup();
    MethodHandle mh = lookup.unreflect(method);

    MethodType factoryMethodType = MethodType.methodType(Handler.class);
    MethodType functionMethodType = mh.type();
    MethodHandle implementationMethodHandle = mh;

    Handler<RoutingContext> lambda =
            (Handler<RoutingContext>) LambdaMetafactory.metafactory(
                    lookup,
                    "handle",
                    factoryMethodType, 
                    functionMethodType,
                    implementationMethodHandle,
                    implementationMethodHandle.type()) 
            .getTarget()
            .invokeExact();

    lambda.handle(ctx);

} catch (Throwable e) {
    e.printStackTrace();
}

这给出了错误：

java.lang.AbstractMethodError: Receiver class [...]$$Lambda/0x00000008001fa840
does not define or inherit an implementation of the resolved method abstract
handle(Ljava/lang/Object;)V of interface io.vertx.core.Handler.

我已经为 functionMethodType 和 implementationMethodHandle 尝试了一系列其他选项，但还没有成功。此外，即使我将 RoutingContext.class 引用替换为 Object.class，也无法修复错误。

让 lambda.handle(ctx) 调用成功的唯一方法是更改 HomeHandler，使其不扩展 Handler，使 HomeHandler::handle 静态，然后更改RoutingContext.class 到 Object.class。奇怪的是，我仍然可以将生成的 lambda 转换为 Handler<RoutingContext>，即使它不再扩展 Handler.

我的问题：

如何让 LambdaMetaFactory 使用非静态方法？
对于这个非静态 SAM class HomeHandler，它如何与引擎盖下的实例分配一起工作？ LambdaMetaFactory 是否创建接口实现的单个实例，无论有多少方法调用，因为在这个例子中没有捕获变量？或者它是否为每个方法调用创建一个新实例？还是我应该创建一个实例并将其以某种方式传递给 API？
如何让 LambdaMetaFactory 使用泛型方法？

编辑：除了下面的好答案之外，我还看到了这个博客 post 解释了所涉及的机制：

https://medium.freecodecamp.org/a-faster-alternative-to-java-reflection-db6b1e48c33e

Answer 1

Or was I supposed to create a single instance and pass it in to the API somehow?

是的。 HomeHandler::handle 是一个实例方法，这意味着您需要一个实例来创建函数式接口包装器，或者每次调用它时都传递一个实例（为此 Handler 不能用作 FunctionalInterface 类型）。

要使用捕获的实例，您应该：

将 factoryMethodType 更改为也采用 HomeHandler 实例
将functionMethodType改为SAM的擦除类型，参数为Object。
将 instantiatedMethodType 参数更改为没有捕获的 HomeHandler 实例的目标方法句柄的类型（因为它已被捕获，您不再需要它作为参数）。
创建功能接口接口时将HomeHandler的实例传递给invokeExact。

-

Class<?> homeHandlerClass = HomeHandler.class;

Method method = homeHandlerClass.getDeclaredMethod(
        "handle", RoutingContext.class);
Lookup lookup = MethodHandles.lookup();
MethodHandle mh = lookup.unreflect(method);

MethodType factoryMethodType = MethodType.methodType(Handler.class, HomeHandler.class);
MethodType functionMethodType = MethodType.methodType(void.class, Object.class);
MethodHandle implementationMethodHandle = mh;

Handler<RoutingContext> lambda =
        (Handler<RoutingContext>) LambdaMetafactory.metafactory(
                lookup,
                "handle",
                factoryMethodType, 
                functionMethodType,
                implementationMethodHandle,
                implementationMethodHandle.type().dropParameterTypes(0, 1)) 
        .getTarget()
        .invokeExact(new HomeHandler()); // capturing instance
lambda.handle(ctx);

当然，因为HomeHandler实现了Handler，你可以直接使用捕获的实例；

new HomeHandler().handle(ctx);

或者利用编译器生成 metafactory 代码，它也使用 invokedynamic，这意味着 LambdaMetafactory.metafactory 返回的 CallSite 只会创建一次：

Handler<RoutingContext> lambda = new HomeHandler()::handle;
lambda.handle(ctx);

或者，如果功能接口类型是静态知道的：

MethodHandle theHandle = ...
Object theInstance = ...
MethodHandle adapted = theHandle.bindTo(theInstance);
Handler<RoutingContext> lambda = ctxt -> {
    try {
        adapted.invokeExact(ctxt);
    } catch (Throwable e) {
        throw new RuntimeException(e);
    }
};
lambda.handle(new RoutingContext());

Answer 2

既然你说“很遗憾 LambdaMetaFactory API 太复杂了”，应该提到它可以做得更简单。

首先，在使用LambdaMetaFactory时，直接使用：

Lookup lookup = MethodHandles.lookup();
MethodType fType = MethodType.methodType(void.class, RoutingContext.class);
MethodHandle mh = lookup.findVirtual(HomeHandler.class, "handle", fType);

Handler<RoutingContext> lambda = (Handler<RoutingContext>) LambdaMetafactory.metafactory(
    lookup, "handle", MethodType.methodType(Handler.class, HomeHandler.class),
    fType.erase(), mh, fType).getTarget().invokeExact(new HomeHandler());

您将调用一个带有绑定接收者的实例方法，目标方法的类型（不包括接收者）与 instantiatedMethodType 参数相同。此外，由于 Handler<T> 中 T 的边界是 Object，您可以简单地在该方法类型上使用 erase() 来获取 samMethodType 参数的擦除签名.

事情并不总是那么简单。考虑将方法 static int method(int x) 绑定到 Consumer<Integer>。然后，samMethodType参数是(Object)void，instantiatedMethodType参数是(Integer)void，而目标方法的签名是int(int)。您需要所有这些参数来正确描述要生成的代码。考虑到其他（前三个）参数通常由 JVM 填充，这种方法确实已经只需要必要的最小值。

其次，如果您不需要最高性能，您可以简单地使用基于 Proxy 的实现：

MethodHandle mh = MethodHandles.lookup().findVirtual(HomeHandler.class,
    "handle", MethodType.methodType(void.class, RoutingContext.class));
Handler<RoutingContext> lambda = MethodHandleProxies.asInterfaceInstance(
    Handler.class, mh.bindTo(new HomeHandler()));

^{自 Java7}

以来甚至存在此选项

具有泛型类型具体实现的 LambdaMetaFactory

LambdaMetaFactory with concrete implementation of generic type

java

lambda

methodhandle

java-9

lambda-metafactory