内容摘要：Kotlin是一门让人感到很舒服的语言，相比Java来说，它更加简洁，省去了琐琐碎碎的语法工作，同时了提供了类似Lambda,String template,Null Safe Operator等特性

Kotlin是研究一门让人感到很舒服的语言，相比Java来说，学习它更加简洁，研究省去了琐琐碎碎的学习语法工作，同时了提供了类似Lambda,研究String template,Null Safe Operator等特性。让开发者用起来得心应手。学习

普通的研究Java/Android程序员通常只需要很短的时间就能快速使用Kotlin。综合Kotlin的学习诸多优点，加上Flipboard美国团队自2015年已引入Kotlin，研究Flipboard中国团队也已经开始采用Kotlin来作为Android主要开发语言。学习

虽然Kotlin使用简单快捷，研究然而由于自己的学习深入研究的习惯导致每接触到Kotlin的新功能，就马不停蹄的研究研究它的本质，这里总结一下关于如何研究Kotlin的学习一些方法来快速研究掌握Kotlin。

到底研究什么

比如Kotlin中提供了一种类型叫做Object，研究使用它我们可以快速实现单例模式的应用。代码特别的简单

object AppSettings {   } 

那么问题来了，kotlin这个object类型的类是如何实现的源码下载呢，Null安全操作符的实现原理，Lambda表达式是基于内部类还是真正的Lambda，这些问题就是我们要研究的对象。

怎么研究

Kotlin和Java都是运行在JVM上，但是实际上JVM并不认识Java和Kotlin，因为它只和bytecode(即class文件)打交道。 因而通过研究bytecode，我们是可以了解Kotlin的一些深入原理的 由于同一份bytecode反编译成java和kotlin文件是等价的，所以将kotlin编译后的class文件反编译成Java，也是具有参考和研究价值的。

实践方法有哪些

利用Kotlin插件 利用kotlinc,javap等工具

一些实践

Null Safe Operator实现原理

在Java中，我们经常会遇到空指针的问题，Kotlin特意增加了一个空指针安全操作符?。使用起来如下

fun testNullSafeOperator(string: String?) {      System.out.println(string?.toCharArray()?.getOrNull(10)?.hashCode()) } 

当我们进行这样的调用时

testNullSafeOperator(null) testNullSafeOperator("12345678901") testNullSafeOperator("123") 

得到的云服务器输出结果为

null 49 null 

从结果可见，并没有像Java那样抛出NullPointerException，而是遇到空指针则不继续执行了。

那么Kotlin的这个空指针安全操作符是如何工作的呢，我们可以借助IntelliJ IDE的Kotlin插件来辅助我们研究，步骤如下

使用IntelliJ IDE打开一个待研究的Kotlin文件(需确保Kotlin插件已安装) 按照下图依次点击至Show Kotlin Bytecode

上面的步骤操作后，会得到这样的bytecode // access flags 0x19   public final static testNullSafeOperator(Ljava/lang/String;)V     @Lorg/jetbrains/annotations/Nullable;() // invisible, parameter 0    L0     LINENUMBER 11 L0     GETSTATIC java/lang/System.out : Ljava/io/PrintStream;     ALOAD 0     DUP     IFNULL L1   //对string字符串判空     INVOKESTATIC kotlin/text/StringsKt.toCharArray (Ljava/lang/String;)[C     DUP     IFNULL L1  //对CharArray判空     BIPUSH 10     INVOKESTATIC kotlin/collections/ArraysKt.getOrNull ([CI)Ljava/lang/Character;     DUP     IFNULL L1  //对Char判空     INVOKEVIRTUAL java/lang/Object.hashCode ()I     INVOKESTATIC java/lang/Integer.valueOf (I)Ljava/lang/Integer;     GOTO L2    L1     POP     ACONST_NULL    L2     INVOKEVIRTUAL java/io/PrintStream.println (Ljava/lang/Object;)V    L3     LINENUMBER 12 L3     RETURN    L4     LOCALVARIABLE string Ljava/lang/String; L0 L4 0     MAXSTACK = 3     MAXLOCALS = 1 } 

由字节码分析可见，其实所谓的 空指针安全操作符其实内部就是以此判空来确保不出现空指针 ，如果字节码不好理解，那我们使用上面的Decompile功能，将bytecode转成Java，如图操作

反编译后得到的Java代码为

public static final void testNullSafeOperator(@Nullable String string) {        PrintStream var10000;       Integer var5;       label18: {           var10000 = System.out;          if(string != null) {              PrintStream var2 = var10000;             if(string == null) {                 throw new TypeCastException("null cannot be cast to non-null type java.lang.String");             }             char[] var4 = ((String)string).toCharArray();             Intrinsics.checkExpressionValueIsNotNull(var4, "(this as java.lang.String).toCharArray()");             char[] var3 = var4;             var10000 = var2;             if(var3 != null) {                 Character var10001 = ArraysKt.getOrNull(var3, 10);                if(var10001 != null) {                    var5 = Integer.valueOf(var10001.hashCode());                   break label18;                }             }          }          var5 = null;       }       var10000.println(var5);    } 

这样读起来是不是更加容易理解呢。

Object类型研究

这里我们回到Object类型，还是再举个例子看看如何使用

//这是定义 object AppSettings {      fun updateConfig() {          //do some updating work     } } 

关于应用也很简单

//在Kotlin文件中调用 AppSettings.updateConfig() //在Java文件中调用 AppSettings.INSTANCE.updateConfig(); 

我们先看一下AppSettings的字节码文件

// ================AppSettings.class ================= // class version 50.0 (50) // access flags 0x31 public final class AppSettings {    // access flags 0x11   public final updateConfig()V    L0     LINENUMBER 7 L0     RETURN    L1     LOCALVARIABLE this LAppSettings; L0 L1 0     MAXSTACK = 0     MAXLOCALS = 1   // access flags 0x2   private <init>()V    L0     LINENUMBER 4 L0     ALOAD 0     INVOKESPECIAL java/lang/Object.<init> ()V     ALOAD 0     CHECKCAST AppSettings     PUTSTATIC AppSettings.INSTANCE : LAppSettings;     RETURN    L1     LOCALVARIABLE this LAppSettings; L0 L1 0     MAXSTACK = 1     MAXLOCALS = 1   // access flags 0x19   public final static LAppSettings; INSTANCE   // access flags 0x8   static <clinit>()V    L0     LINENUMBER 4 L0     //静态代码块中实例化，即类加载时便开始实例化     NEW AppSettings     INVOKESPECIAL AppSettings.<init> ()V     RETURN     MAXSTACK = 1     MAXLOCALS = 0   @Lkotlin/Metadata;(mv={ 1, 1, 5}, bv={ 1, 0, 1}, k=1, d1={ "\u0000\u0012\n\u0002\u0018\u0002\n\u0002\u0010\u0000\n\u0002\u0008\u0002\n\u0002\u0010\u0002\n\u0000\u0008\u00c6\u0002\u0018\u00002\u00020\u0001B\u0007\u0008\u0002\u00a2\u0006\u0002\u0010\u0002J\u0006\u0010\u0003\u001a\u00020\u0004\u00a8\u0006\u0005"}, d2={ "LAppSettings;", "", "()V", "updateConfig", "", "production sources for module KotlinObject"})   // compiled from: AppSettings.kt } 

由此可见，Kotlin的服务器租用object也就是Java的单例模式的实现，在静态代码块初始化实例。如果字节码没有看懂的话，可以尝试反编译成Java代码来详细研究。

Lambda表达式研究

除此之外，Kotlin也是支持了Lambda表达式的。由于并非所有的JVM版本都支持invokedynamic(Lambda表达式依赖的字节码指令)，比如Java 6的JVM，这其中就包含了许多安卓设备。所以我们怀疑Kotlin可能是像Scala那样将lambda表达式转换成了匿名内部类。

一个简单的Lambda表达式例子

class Test {      fun testObservable() {          val observable = Observable()         observable.addObserver {  o, arg ->             System.out.println("$o $arg")         }     } } 

我们使用插件同样查看bytecode

// ================Test.class ================= // class version 50.0 (50) // access flags 0x31 public final class Test {    // access flags 0x11   public final testObservable()V    L0     LINENUMBER 8 L0     NEW java/util/Observable     DUP     INVOKESPECIAL java/util/Observable.<init> ()V     ASTORE 1    L1     LINENUMBER 9 L1     ALOAD 1     GETSTATIC Test$testObservable$1.INSTANCE : LTest$testObservable$1;  //这里就是使用了匿名内部类(常常包含$字符)     CHECKCAST java/util/Observer     INVOKEVIRTUAL java/util/Observable.addObserver (Ljava/util/Observer;)V    L2     LINENUMBER 12 L2     RETURN    L3     LOCALVARIABLE observable Ljava/util/Observable; L1 L3 1     LOCALVARIABLE this LTest; L0 L3 0     MAXSTACK = 2     MAXLOCALS = 2   // access flags 0x1   public <init>()V    L0     LINENUMBER 6 L0     ALOAD 0     INVOKESPECIAL java/lang/Object.<init> ()V     RETURN    L1     LOCALVARIABLE this LTest; L0 L1 0     MAXSTACK = 1     MAXLOCALS = 1   @Lkotlin/Metadata;(mv={ 1, 1, 5}, bv={ 1, 0, 1}, k=1, d1={ "\u0000\u0012\n\u0002\u0018\u0002\n\u0002\u0010\u0000\n\u0002\u0008\u0002\n\u0002\u0010\u0002\n\u0000\u0018\u00002\u00020\u0001B\u0005\u00a2\u0006\u0002\u0010\u0002J\u0006\u0010\u0003\u001a\u00020\u0004\u00a8\u0006\u0005"}, d2={ "LTest;", "", "()V", "testObservable", "", "production sources for module KotlinObject"})   // access flags 0x18   final static INNERCLASS Test$testObservable$1 null null   // compiled from: Space.kt } // ================Test$testObservable$1.class ================= // class version 50.0 (50) // access flags 0x30 //生成的匿名内部类，规则为  当前的类名$当前的方法名$匿名内部类序号 final class Test$testObservable$1 implements java/util/Observer  {    // access flags 0x11   public final update(Ljava/util/Observable;Ljava/lang/Object;)V    L0     LINENUMBER 10 L0     GETSTATIC java/lang/System.out : Ljava/io/PrintStream;     NEW java/lang/StringBuilder     DUP     INVOKESPECIAL java/lang/StringBuilder.<init> ()V     ALOAD 1     INVOKEVIRTUAL java/lang/StringBuilder.append (Ljava/lang/Object;)Ljava/lang/StringBuilder;     LDC " "     INVOKEVIRTUAL java/lang/StringBuilder.append (Ljava/lang/String;)Ljava/lang/StringBuilder;     ALOAD 2     INVOKEVIRTUAL java/lang/StringBuilder.append (Ljava/lang/Object;)Ljava/lang/StringBuilder;     INVOKEVIRTUAL java/lang/StringBuilder.toString ()Ljava/lang/String;     INVOKEVIRTUAL java/io/PrintStream.println (Ljava/lang/String;)V    L1     LINENUMBER 11 L1     RETURN    L2     LOCALVARIABLE this LTest$testObservable$1; L0 L2 0     LOCALVARIABLE o Ljava/util/Observable; L0 L2 1     LOCALVARIABLE arg Ljava/lang/Object; L0 L2 2     MAXSTACK = 3     MAXLOCALS = 3    // access flags 0x0   <init>()V     ALOAD 0     INVOKESPECIAL java/lang/Object.<init> ()V     RETURN     MAXSTACK = 1     MAXLOCALS = 1    // access flags 0x19   public final static LTest$testObservable$1; INSTANCE   // access flags 0x8   static <clinit>()V     NEW Test$testObservable$1     DUP     INVOKESPECIAL Test$testObservable$1.<init> ()V     PUTSTATIC Test$testObservable$1.INSTANCE : LTest$testObservable$1;     RETURN     MAXSTACK = 2     MAXLOCALS = 0    @Lkotlin/Metadata;(mv={ 1, 1, 5}, bv={ 1, 0, 1}, k=3, d1={ "\u0000\u0016\n\u0000\n\u0002\u0010\u0002\n\u0000\n\u0002\u0018\u0002\n\u0002\u0008\u0002\n\u0002\u0010\u0000\n\u0000\u0010\u0000\u001a\u00020\u00012\u000e\u0010\u0002\u001a\n \u0004*\u0004\u0018\u00010\u00030\u00032\u000e\u0010\u0005\u001a\n \u0004*\u0004\u0018\u00010\u00060\u0006H\n\u00a2\u0006\u0002\u0008\u0007"}, d2={ "<anonymous>", "", "o", "Ljava/util/Observable;", "kotlin.jvm.PlatformType", "arg", "", "update"})   OUTERCLASS Test testObservable ()V   // access flags 0x18   final static INNERCLASS Test$testObservable$1 null null   // compiled from: Space.kt } 

分析字节码可以看到有两个class文件，因此可以推断出Kotlin的Lambda表达式目前是一种基于内部类的语法糖实现。

除此之外，我们还可以使用kotlinc(Kotlin编译器来验证)

kotlinc Test.kt 

执行完成后，查看生成的class文件

ls | grep ^Test Test$testObservable$1.class Test.class Test.kt 

当然，我们还可以使用javap同样实现查看bytecode的功能，即 javap -c className 。

除此之外，我们还可以利用上面的方法研究如下Kotlin的特性

lazy初始化 when表达式 方法引用

关于Kotlin的研究方法目前就是这些，Kotlin很简单，但也要知其所以然，方能游刃有余编码。希望大家可以尝试Kotlin，并玩的开心。