Lambda表達式在運行時失敗並帶有java.lang.BootstrapMethodError

Question

在一個包（ a ）中，我有兩個功能接口：

package a;

@FunctionalInterface
interface Applicable<A extends Applicable<A>> {

    void apply(A self);
}

-

package a;

@FunctionalInterface
public interface SomeApplicable extends Applicable<SomeApplicable> {
}

superinterface中的apply方法將self作為A ，否則，如果使用Applicable<A> ，則類型將不會在包外顯示，因此無法實現該方法。

在另一個包（ b ）中，我有以下Test類：

package b;

import a.SomeApplicable;

public class Test {

    public static void main(String[] args) {

        // implement using an anonymous class
        SomeApplicable a = new SomeApplicable() {
            @Override
            public void apply(SomeApplicable self) {
                System.out.println("a");
            }
        };
        a.apply(a);

        // implement using a lambda expression
        SomeApplicable b = (SomeApplicable self) -> System.out.println("b");
        b.apply(b);
    }
}

第一個實現使用匿名類，它沒有問題。 另一方面，第二個編譯正常，但在運行時失敗，在嘗試訪問Applicable接口時拋出java.lang.BootstrapMethodError引起的java.lang.IllegalAccessError 。

Exception in thread "main" java.lang.BootstrapMethodError: java.lang.IllegalAccessError: tried to access class a.Applicable from class b.Test
    at b.Test.main(Test.java:19)
Caused by: java.lang.IllegalAccessError: tried to access class a.Applicable from class b.Test
    ... 1 more

我認為如果lambda表達式像匿名類一樣工作或者給出編譯時錯誤會更有意義。 所以，我只是想知道這里發生了什么。

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我嘗試刪除超級接口並在SomeApplicable聲明方法，如下所示：

package a;

@FunctionalInterface
public interface SomeApplicable {

    void apply(SomeApplicable self);
}

這顯然使其工作，但允許我們看到字節碼中的不同之處。

從lambda表達式編譯的合成lambda$0方法在兩種情況下都是相同的，但我可以發現bootstrap方法下方法參數的一個區別。

Bootstrap methods:
  0 : # 58 invokestatic java/lang/invoke/LambdaMetafactory.metafactory:(Ljava/lang/invoke/MethodHandles$Lookup;Ljava/lang/String;Ljava/lang/invoke/MethodType;Ljava/lang/invoke/MethodType;Ljava/lang/invoke/MethodHandle;Ljava/lang/invoke/MethodType;)Ljava/lang/invoke/CallSite;
    Method arguments:
        #59 (La/Applicable;)V
        #62 invokestatic b/Test.lambda$0:(La/SomeApplicable;)V
        #63 (La/SomeApplicable;)V

#59從(La/Applicable;)V變為(La/SomeApplicable;)V 。

我真的不知道lambda metafactory是如何工作的，但我認為這可能是一個關鍵的區別。

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我也嘗試在SomeApplicable明確聲明apply方法，如下所示：

package a;

@FunctionalInterface
public interface SomeApplicable extends Applicable<SomeApplicable> {

    @Override
    void apply(SomeApplicable self);
}

現在方法apply(SomeApplicable)實際存在，編譯器生成一個apply(Applicable)的橋接方法apply(Applicable) 。 在運行時仍會拋出相同的錯誤。

在字節碼級別，它現在使用LambdaMetafactory.altMetafactory而不是LambdaMetafactory.metafactory ：

Bootstrap methods:
  0 : # 57 invokestatic java/lang/invoke/LambdaMetafactory.altMetafactory:(Ljava/lang/invoke/MethodHandles$Lookup;Ljava/lang/String;Ljava/lang/invoke/MethodType;[Ljava/lang/Object;)Ljava/lang/invoke/CallSite;
    Method arguments:
        #58 (La/SomeApplicable;)V
        #61 invokestatic b/Test.lambda$0:(La/SomeApplicable;)V
        #62 (La/SomeApplicable;)V
        #63 4
        #64 1
        #66 (La/Applicable;)V

Answer 1

據我所知，JVM做的一切都是正確的。

當apply方法在Applicable聲明，但不在SomeApplicable中SomeApplicable ，匿名類應該工作，而lambda不應該。 我們來看看字節碼。

匿名類測試$ 1

public void apply(a.SomeApplicable);
  Code:
     0: getstatic     #2    // Field java/lang/System.out:Ljava/io/PrintStream;
     3: ldc           #3    // String a
     5: invokevirtual #4    // Method java/io/PrintStream.println:(Ljava/lang/String;)V
     8: return

public void apply(a.Applicable);
  Code:
     0: aload_0
     1: aload_1
     2: checkcast     #5    // class a/SomeApplicable
     5: invokevirtual #6    // Method apply:(La/SomeApplicable;)V
     8: return

javac生成接口方法apply(Applicable)和overriden方法apply(SomeApplicable) 。 除方法簽名外，這兩種方法都不是指不可訪問的接口Applicable 。 也就是說，在匿名類的代碼中的任何地方都沒有解決Applicable接口（JVMS§5.4.3） 。

請注意，可以從Test成功調用apply(Applicable) ，因為在解析invokeinterface指令（JVMS§5.4.3.4）期間，方法簽名中的類型不會被解析。

LAMBDA

通過使用引導方法LambdaMetafactory.metafactory執行invokedynamic字節碼來獲得lambda的實例：

BootstrapMethods:
  0: #36 invokestatic java/lang/invoke/LambdaMetafactory.metafactory
    Method arguments:
      #37 (La/Applicable;)V
      #38 invokestatic b/Test.lambda$main$0:(La/SomeApplicable;)V
      #39 (La/SomeApplicable;)V

用於構造lambda的靜態參數是：

1. 已實現接口的void (a.Applicable) ： void (a.Applicable) ;
2. 直接MethodHandle到實現;
3. lambda表達式的有效MethodType： void (a.SomeApplicable) 。

所有這些參數都在invokedynamic引導過程（JVMS§5.4.3.6）中得到解決。

現在關鍵點：解析MethodType解析其方法描述符中給出的所有類和接口（JVMS§5.4.3.5） 。 特別是，JVM嘗試代表Test類解析a.Applicable ，並因IllegalAccessError而失敗。 然后，根據invokedynamic的規范，錯誤被包裝到BootstrapMethodError 。

橋法

要解決IllegalAccessError ，您需要在可公開訪問的SomeApplicable接口中顯式添加橋接方法：

public interface SomeApplicable extends Applicable<SomeApplicable> {
    @Override
    void apply(SomeApplicable self);
}

在這種情況下，lambda將實現apply(SomeApplicable)方法而不是apply(Applicable) 。 相應的invokedynamic指令將引用(La/SomeApplicable;)V MethodType，它將成功解析。

注意：僅更改SomeApplicable接口是不夠的。 您必須使用新版本的SomeApplicable重新編譯Test ，以便使用正確的MethodTypes生成invokedynamic 。 我已經在從8u31到最新的9-ea的幾個JDK上驗證了這一點，並且所討論的代碼沒有錯誤。