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浅析一下：kotlin委托背后的实现机制

大家好，kotlin的属性委托、类委托、lazy等委托在日常的开发中，给我们提供了很大的帮助，我之前的文章也是有实战过几种委托。不过对比委托实现的背后机制一直都没有分析过，所以本篇文章主要是带领大家分析下委托的实现原理，加深对kotlin的理解。

一. `lazy`委托

这里我们不说用法，直接说背后的实现原理。

先看一段代码：

val content: String by lazy {
"oiuytrewq"

}

fun main() {

    println(content.length)

}

我们看下反编译后的java代码：

首先会通过DelegateDemoKt静态代码块饿汉式的方式创建一个Lazy类型的变量content$delegate，命名的规则即代码中定义的原始变量值拼接上$delegate，我们原始定义的content变量就会从属性定义上消失，但会生成对应的get方法，即getContent()；

当我们在main方法中调用content.length时，其实就是调用getContent().length()，而getContent()最终是调用了content$delegate.getValue方法；

这个lazy类型的变量是调用了LazyKt.lazy()方法创建，而真正的核心逻辑——该方法具体参数的传入，在反编译的java代码中并没有体现；

java代码既然看不到，我们退一步看下字节码：

上面是DelegateDemoKt类构造器对应的字节码，其中就是获取了DelegateDemoKt$content$2作为参数传入了LazyKt.lazy()方法。

我们看下DelegateDemoKt$content$2类的实现字节码：

DelegateDemoKt$content$2类实现了Function0接口，所以上面lazy的真正实现逻辑就是DelegateDemoKt$content$2类的invoke方法中，上图的字节码红框圈出的地方就很直观的看出来了。

二. 属性委托

属性委托的委托类就是指实现了ReadWriteProperty和ReadOnlyProperty接口的类，像官方提供的Delegates.observable()和Delegates.vetoable()这两个api也是借助前面两个接口实现的。这里我们就以支持读写的ReadWriteProperty委托接口进行举例分析。

先看一段例子代码：

var age: Int by object : ReadWriteProperty<Any?, Int> {
override fun getValue(thisRef: Any?, property: KProperty<*>): Int {
return 10

    }

override fun setValue(thisRef: Any?, property: KProperty<*>, value: Int) {
val v = value * value

        println("setValue: $v")

    }

}

fun main() {

    age = 4

    println(age)

}

我们看下反编译的java代码：

public final class DelegateDemoKt {
// $FF: synthetic field

   static final KProperty[] $$delegatedProperties = new KProperty[]{Reflection.mutableProperty0(new MutablePropertyReference0Impl(DelegateDemoKt.class, "age", "getAge()I", 1))};
@NotNull
private static final <undefinedtype> age$delegate = new ReadWriteProperty() {
@NotNull
public Integer getValue(@Nullable Object thisRef, @NotNull KProperty property) {

         Intrinsics.checkNotNullParameter(property, "property");
return 10;

      }

public void setValue(@Nullable Object thisRef, @NotNull KProperty property, int value) {

         Intrinsics.checkNotNullParameter(property, "property");

         int v = value * value;

         String var5 = "setValue: " + v;

         System.out.println(var5);

      }

   };

public static final int getAge() {
return age$delegate.getValue((Object)null, $$delegatedProperties[0]);

   }

public static final void setAge(int var0) {

      age$delegate.setValue((Object)null, $$delegatedProperties[0], var0);

   }

public static final void main() {

      setAge(4);

      int var0 = getAge();

      System.out.println(var0);

   }

}

和lazy有些类似，会生成一个实现了ReadWriteProperty接口的匿名类变量age$delegate，命名规则和lazy相同，通过还帮助我们生成了对应的getAge和setAge方法；

当我们在代码中执行age = 4就会调用setAge(4)方法，最终会调用age$delegate.setValue()方法；类似的调用age就会调用getAge()，最终调用到age$delegate.getValue()方法；

编译器还通过反射帮助我们生成了一个KProperty类型的$$delegatedProperties变量，主要是ReadWriteProperty的setValue和getValue方法都需要传入这样一个类型的对象，通过$$delegatedProperties变量我们可以访问到具体的变量名等信息；

类似的还有一种属性委托，我们看下代码：

val map = mutableMapOf<String, Int>()

val name: Int by map

上面代码的意思是：当访问name时，就会从map这个散列表中获取key为"name"的value值并返回，不存在就直接抛异常，接下来我们看下反编译后的java代码：

public final class DelegateDemoKt {
// $FF: synthetic field

   static final KProperty[] $$delegatedProperties = new KProperty[]{Reflection.property0(new PropertyReference0Impl(DelegateDemoKt.class, "name", "getName()I", 1))};
@NotNull
private static final Map map = (Map)(new LinkedHashMap());
@NotNull
private static final Map name$delegate;


   static {

      name$delegate = map;

   }

public static final int getName() {

      Map var0 = name$delegate;

      Object var1 = null;

      KProperty var2 = $$delegatedProperties[0];
return ((Number)MapsKt.getOrImplicitDefaultNullable(var0, var2.getName())).intValue();

   }

}

生成一个Map类型的name$delegate变量，这个变量其实就是我们定义的map散列表；

通过反射生成了一个KProperty类型对象变量$$delegatedProperties，通过这个对象的getName()我们就能拿到变量名称，比如这里的"name"变量名；

最终调用了MapsKt.getOrImplicitDefaultNullable方法，去map散列表去查找"name"这个key对应的value；

PS：记得kotlin1.6还是1.7的插件版本对应委托进行了优化，这个后续的文章会再进行讲解。

三. 类委托

类委托实现就比较简单了，这里我们看下样例代码：

fun interface Fruit {
fun type(): Int

}

class FruitProxy(private val model: Fruit) : Fruit by model

fun main() {
val proxy: FruitProxy = FruitProxy {

        -1

    }

    println(proxy.type())

}