java foreach 循环原理

java foreach 语法是在jdk1.5时加入的新特性，主要是看成for语法的一个加强，那么它的底层究竟是怎么实现的呢？由于面试时被问到，因此在这边作一个记录。java

首先来看看foreach可以使用的类型是什么：面试

编译器报错缘由写的很清楚了，要求：数组或java.lang.Iterable。小程序

看下jdk源码对Iterable接口的声明：设计模式

/** Implementing this interface allows an object to be the target of
 *  the "foreach" statement.
 * @since 1.5
 */
public interface Iterable<T> {

    /**
     * Returns an iterator over a set of elements of type T.
     * 
     * @return an Iterator.
     */
    Iterator<T> iterator();
}

实现此接口，容许成为foreach语法的target。数组

那数组呢？数组没有实现为何也能够用呢？this

那是由于遍历数组时，会转换为对数组中的每个元素的循环引用，至关于for语法循环遍历同样。设计

那么为何是数组或者实现了这个接口，就能实现遍历呢？实际上是由于编译器的缘由，在编译中的语义分析过程当中，有一个解除语法糖的操做，（语法糖是啥？能够理解成编译器为方便开发人员开发，会对特定代码作一些特殊处理，方便开发人员使用，除了foreach，java中还有泛型、装箱、拆箱、变长字符串等）。接口

• 对于list编译器会调用Iterable接口的 iterator方法来循环遍历数组的元素，iterator方法中是调用Iterator接口的的 next()和hasNext（）方法来作循环遍历。java中有一个叫作迭代器模式的设计模式，这个其实就是对迭代器模式的一个实现。
• 对于数组，就是转化为对数组中的每个元素的循环引用。

•  在平时Java程序中，应用比较多的就是对Collection集合类的foreach遍历，foreach之因此能工做，是由于这些集合类都实现了Iterable接口，该接口中定义了Iterator迭代器的ip

  产生方法，而且foreach就是经过Iterable接口在序列中进行移动。element

  　Iterable接口API：

  

  package java.lang;
  
  import java.util.Iterator;
  
  public interface Iterable
  {
  
      public abstract Iterator iterator();
  }

  

  该接口中定义了产生Iterator迭代器的方法；

  

  package java.util;
  
  
  public interface Iterator
  {
  
      public abstract boolean hasNext();
  
      public abstract Object next();
  
      public abstract void remove();
  }

  

  那么为何实现了Iterable接口就支持foreach操做了呢?

  咱们写段foreach小程序看看字节码是怎么样的吧.

  

  package test;
  
  import java.util.List;
  
  /**
   * Created by vino on 2016/5/6.
   */
  public class TestForeach {
      List<Integer> integers;
      public void testForeach(){
          for(Integer i : integers){
  
          }
      }
  }

  

  其中TestForeach方法的详细字节码以下:

  

  public void testForeach();
      descriptor: ()V
      flags: ACC_PUBLIC
      Code:
        stack=1, locals=3, args_size=1
           0: aload_0
           1: getfield      #2                  // Field integers:Ljava/util/List;
           4: invokeinterface #3,  1            // InterfaceMethod java/util/List.iterator:()Ljava/util/Iterator;
           9: astore_1
          10: aload_1
          11: invokeinterface #4,  1            // InterfaceMethod java/util/Iterator.hasNext:()Z
          16: ifeq          32
          19: aload_1
          20: invokeinterface #5,  1            // InterfaceMethod java/util/Iterator.next:()Ljava/lang/Object;
          25: checkcast     #6                  // class java/lang/Integer
          28: astore_2
          29: goto          10
          32: return
        LineNumberTable:
          line 11: 0
          line 13: 29
          line 14: 32
        LocalVariableTable:
          Start  Length  Slot  Name   Signature
             29       0     2     i   Ljava/lang/Integer;
              0      33     0  this   Ltest/TestForeach;
  }

  

   咱们重点看红色部分,我来简单解释一下这段字节码的做用:

  0:加载this到操做栈

  1:获取字段integers

  4:调用integers的接口方法interator

  9:将返回的迭代器赋给本地变量?(咱们看到在最下面的本地变量区的Slot列,有0和2,可是没有1.事实上,1就是编译器为咱们生成的一个迭代器变量),这边就是给这个迭代器赋值

  核心实现就是以上几行字节码,其他的部分就是和接下来的迭代器遍历有关了,有兴趣的朋友能够看看.