[Kotlin Tutorials 11] Kotlin和Java的双向互操做

Kotlin和Java的双向互操做

Kotlin和Java是有互操做性的(Interoperability). Kotlin和Java代码能够互相调用.

为何在一个项目里这两种语言会同时存在呢?

• 改造Java项目迁移到Kotlin时, 渐进改动就会有两种语言同时存在, 相互调用的状况.
• 即使你选择了一种语言, 极可能也须要用到库是用另外一种语言写的. 好比新写一个Kotlin项目, 可是用到的库仍然是Java的.

Kotlin调用Java

空安全

由于Java中的全部引用都是可能为null的. Java声明的类型在Kotlin中被称为platform types.

从Java中传过来的引用, 能够赋值给Kotlin的非空类型, 不会有编译错误, 可是若是引用值为空, 会在运行时抛出异常.

举例, 在kotlin中调用Java的方法, 返回一个String:

val stringOne = JavaUtils.getStringOne()
println(stringOne)
println(stringOne.length)
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若是Java方法返回null怎么办? 运行这段程序时先打出null, 再抛出NullPointerException.

若是程序是这样写的:

val stringOne: String = JavaUtils.getStringOne()
println(stringOne)
println(stringOne.length)
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说明Kotlin假设Java传回来的是一个非空值. 这段代码编译时不会报错, 可是运行时第一行就抛出IllegalStateException.

若是这样写:

val stringOne: String? = JavaUtils.getStringOne()
println(stringOne)
println(stringOne?.length)
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终于利用上了Kotlin的空安全检查, 全部用到这个变量的地方都要加上?, 若是不作检查编译时就会提示错误. 可是这样防护不免致使代码太啰嗦了, 可能处处都是?.

好的实践是Java中的Public APIs(Non-primitive parameters, Field type, Return)都应该加上注解.

若是Java的类型上有关于null的注解, 就会直接表示为Kotlin中为不为null或者可为null的对应类型.

注解能够来自于各类包中, 好比JetBrains提供的: @Nullable和@NotNull.

好比:

@NotNull
public static String getStringOne() {
    return "hello";
}
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这样Kotlin代码就知道传过来的确定是个非空值, 能够放心使用.

若是是@Nullable, 编译器就会提示使用前作检查.

转义在Kotlin中做为关键字的Java标识符

Kotlin中的关键字, 好比:

fun, in, is, object, typealias, typeof, val, var, when
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若是Java代码中用了这些关键字, 在Kotlin中调用该Java代码就要用`进行转义.

好比若是java中有一个名称为is的方法, 在kotlin中想要调用:

foo.`is`(bar)
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可是, 首先须要考虑是否是名字起得很差, 若是能够更名(不是第三方代码), 优先考虑更名.

比较常见的一个使用情形是在写测试的时候, Mockito中的when就须要转义:

Mockito.`when`(xxx.foo()).thenReturn(yyy)
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由于Mockito是一个Java的第三方库, 咱们无法改它.

另外一个解决办法是使用import alias, 给这个方法取个别名:

import org.mockito.Mockito.`when` as whenever
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这样在使用的时候就能够用whenever来代替了when了. import alias一般用来解决命名冲突的问题.

SAM Conversions

SAM: Single Abstract Method.

只要函数参数匹配, Kotlin的函数能够自动转换为Java的接口实现.

Convention: 能够作SAM转换的参数类型应该放在方法的最后, 这样看起来更舒服.

举例, 若是在Java中定义方法:

interface Operation {
    int doCalculate(int left, int right);
}

public static int calculate(Operation operation, int firstNumber, int secondNumber) {
    return operation.doCalculate(firstNumber, secondNumber);
}
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在Kotlin中调用的时候用SAM转换, 用一个lambda做为接口实现:

JavaUtils.calculate({ number1, number2 -> number1 + number2 }, 2, 3)
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这样虽然正确, 可是能够改进. 把Java方法定义中的参数位置交换一下, 把接口参数放在最后:

public static int calculate(int firstNumber, int secondNumber, Operation operation) {
    return operation.doCalculate(firstNumber, secondNumber);
}
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在Kotlin中, 最后一个lambda参数能够提取到括号外面:

JavaUtils.calculate(2, 3) { number1, number2 -> number1 + number2 }
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这样看起来更好.

注意: SAM conversion只应用于java interop.

上面的例子, 若是接口和方法是在Kotlin中定义的:

interface Operation2 {
    fun doCalculate(left: Int, right: Int): Int
}

fun calculate2(firstNumber: Int, secondNumber: Int, operation: Operation2): Int {
    return operation.doCalculate(firstNumber, secondNumber)
}
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SAM conversions就不能用了, IDE会提示没法识别. 调用这个方法时, 第三个参数必须写成这种(匿名类的对象, 实现了接口):

calculate2(2, 3, object : Operation2 {
    override fun doCalculate(left: Int, right: Int): Int {
        return left + right
    }
})
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这是由于在Kotlin的世界里, 函数是第一公民.

若是把前面的方法参数改成function type:

fun calculate3(firstNumber: Int, secondNumber: Int, operation: (Int, Int) -> Int): Int {
    return operation.invoke(firstNumber, secondNumber)
}
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就能够像以前SAM conversions似的使用:

calculate3(2, 3) { number1, number2 -> number1 + number2 }
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若是接口是在Java中定义, 可是接收参数的方法是Kotlin的方法:

fun calculate4(firstNumber: Int, secondNumber: Int, operation: JavaUtils.Operation): Int {
    return operation.doCalculate(firstNumber, secondNumber)
}
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仍然是不能用SAM conversions, 由于这个方法仍然是能够接受函数类型的参数的. 在Kotlin中调用:

calculate4(2, 3, object : JavaUtils.Operation {
    override fun doCalculate(left: Int, right: Int): Int {
        return left + right
    }
})
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IDE会提示你简化为:

calculate4(2, 3, JavaUtils.Operation { left, right -> left + right })
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注意这里接口名称不能省略.

是否是感受有点晕, 我把上面提到的几个调用状况写在一块儿:

// java function, java interface parameter
private fun trySAM1() {
    JavaUtils.calculate(2, 3) { number1, number2 -> number1 + number2 }
}

// kotlin function, kotlin interface parameter
private fun trySAM2() {
    calculate2(2, 3, object : Operation2 {
        override fun doCalculate(left: Int, right: Int): Int {
            return left + right
        }
    })
}

// kotlin function, function type parameter
private fun trySAM3() {
    calculate3(2, 3) { number1, number2 -> number1 + number2 }
}

// kotlin function, java interface parameter
private fun trySAM4() {
    calculate4(2, 3, JavaUtils.Operation { left, right -> left + right })
}

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能够互相比较一下, 看看区别.

Getter和Setter

Java中的getter和setter在Kotlin中会表现为properties. 可是若是只有setter, 不会做为可见的property.

异常

Kotlin中全部的异常都是unchecked的, 因此若是调用的Java代码有受检异常, kotlin并不会强迫你处理.

其余

Java中返回void的方法在Kotlin中会变成Unit.

java.lang.Object会变成Any, Any中的不少方法都是扩展方法.

Java没有运算符重载, 可是Kotlin支持. (运算符重载容易存在过分使用的问题.)

Java调用Kotlin

属性

Kotlin的属性会被编译成Java中的一个私有字段, 加上getter和setter方法.

若是想要做为一个字段, 能够加上@JvmField注解.

包级别的方法

若是在一个文件app.kt中定义方法, 包名是org.example, 会被编译成Java的静态方法, Java类的类名是org.example.AppKt.

应用场景举例: 旧代码中有一个Java的辅助类, 包含静态方法:

public class Utils {
    public static int distanceBetween(int point1, int point2) {
        return point2 - point1;
    }
}
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要把这个辅助类迁移到Kotlin代码, 能够新建一个Kotlin文件DistanceUtils.kt, 直接写包级别的方法:

fun distanceBetween(point1: Int, point2: Int): Int {
    return point2 - point1
}
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在Java中调用这个方法的时候:

DistanceUtilsKt.distanceBetween(7, 9);
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若是原先的Java代码中包含调用这个方法的地方太多, 又不想改全部的usage, 怎么办? -> 能够经过注解@file:JvmmName("xxx")改变类名. 这样原先Java代码中调用的地方就避免了修改.

若是有两个文件指定了相同的JvmName, 编译会报错. 能够经过加上@file:JvmMultifileClass来解决. 这样多个Kotlin文件中定义的辅助方法对于Java来讲会统一到同一个类中.

实例字段

如你须要把kotlin的property做为字段暴露出来, 能够加上@JvmField注解.

适用的property: 有backing field, 没有这些修饰符: private, open, override, const, 也不是代理属性.

lateinit的属性会自动暴露为fields, 可见性和属性的setter一致.

Kotlin的data class会自动生成getter/setter. 若是加上@JvmField, 会直接暴露这些字段.

能够经过@get:JvmName("xxx")和@set:JvmName("xxx")来定制getter和setter的名字.

静态字段

Kotlin在有名字的object或者companion object中声明的属性, 将会编译成静态字段.

一般这些字段是private的, 不过也能够经过如下几种方式暴露:

• @JvmField.
• lateinit.
• const.

静态方法

前面提过, Kotlin包级别的方法会被编译成静态方法.

在object或companion object中声明的方法, 默认是类中的实例方法. 好比:

class StaticMethodsDemoClass {
    companion object {
        fun sayHello() {
            println("hello")
        }
    }
}

object SingletonObject {
    fun sayWorld() {
        println("world")
    }
}
复制代码

在Java中调用的时候:

StaticMethodsDemoClass.Companion.sayHello();
SingletonObject.INSTANCE.sayWorld();
复制代码

若是给object或companion object中的方法加上@JvmStatic, 会生成一个静态方法和一个实例方法. 调用的时候就能够省略掉中间的Companion或INSTANCE关键字, 以类名直接调用静态方法.

好比:

class StaticMethodsDemoClass {
    companion object {
        fun sayHello() {
            println("hello")
        }

        @JvmStatic
        fun sayHelloStatic() {
            println("hello")
        }
    }
}
复制代码

调用的时候:

StaticMethodsDemoClass.Companion.sayHello();
//StaticMethodsDemoClass.sayHello(); // error

StaticMethodsDemoClass.Companion.sayHelloStatic(); // ok, but not necessary
StaticMethodsDemoClass.sayHelloStatic();
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@JvmStatic也能够用于属性, 就会有静态版本的getter和setter方法.

其余

Kotlin方法支持默认参数, 在Java中只有所有参数的方法签名才是可见的. 若是你但愿对Java暴露多个方法重载, 要给方法加上@JvmOverloads. 好比在Kotlin中写一个自定义View的构造函数:

class DialView @JvmOverloads constructor(
   context: Context,
   attrs: AttributeSet? = null,
   defStyleAttr: Int = 0
) : View(context, attrs, defStyleAttr) {
}
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还能够利用 @JvmName来给方法重命名. 由于在Kotlin中是扩展方法, 在Java中只是一个静态方法, 名字可能不够直观.

Kotlin没有checked exceptions. 若是想在Java中调用一个Kotlin方法, 并包一个try-catch, 会报错说没有抛出这个异常.

能够在Kotlin方法中加上注解, 好比@Throws(IOException::class).

Feature leak prevention

Kotlin方法的参数名, 在生成代码中会做为一个字符串出现, 从而不会被混淆, 有可能会泄漏. 因此不建议放敏感信息到参数名中.

相似的还有字段名, 扩展方法名.

能够在proguard中加上

-assumenosideeffects class kotlin.jvm.internal.Intrinsics {
    public static void checkParameterIsNotNull(...);
    public static void throwUninitializedPropertyAccessException(...);
}
复制代码

来移除这些代码. 可是建议在测试环境中仍然保留这些代码, 以便有错误发生的时候可以快速发现.

Tools

IDE的自动转换

Code -> Convert Java File to Kotlin File.

若是粘贴Java代码到.kt文件, IDE会自动将所粘贴代码转换为Kotlin代码.

查看编译成的Java代码

在IDE里面能够显示Kotlin Bytecode, 而后decompile, 显示java代码.

Tools -> Kotlin -> Show Kotlin Bytecode -> Decompile.

参考

• 官方文档: Calling Java code from Kotlin
• 官方文档: Calling Kotlin from Java
• Codelab: Refactoring to Kotlin
• Java ❤️ Kotlin, Happy Together 🎵 (Android Dev Summit '19)