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title: "Kotlin 中调用 Java"

在 Kotlin 中调用 Java 代码

Kotlin 在设计时就考虑了 Java 互操作性。可以从 Kotlin 中自然地调用现存的 Java 代码，并且在 Java 代码中也可以很顺利地调用 Kotlin 代码。在本节中我们会介绍从 Kotlin 中调用 Java 代码的一些细节。

几乎所有 Java 代码都可以使用而没有任何问题：

import java.util.*

fun demo(source: List<Int>) {
    val list = ArrayList<Int>()
    // “for”-循环用于 Java 集合：
    for (item in source) {
        list.add(item)
    }
    // 操作符约定同样有效：
    for (i in 0..source.size - 1) {
        list[i] = source[i] // 调用 get 和 set
    }
}

Getter 和 Setter

遵循 Java 约定的 getter 和 setter 的方法（名称以 get 开头的无参数方法和以 set 开头的单参数方法）在 Kotlin 中表示为属性。 Boolean 访问器方法（其中 getter 的名称以 is 开头而 setter 的名称以 set 开头）会表示为与 getter 方法具有相同名称的属性。 例如：

import java.util.Calendar

fun calendarDemo() {
    val calendar = Calendar.getInstance()
    if (calendar.firstDayOfWeek == Calendar.SUNDAY) {  // 调用 getFirstDayOfWeek()
        calendar.firstDayOfWeek = Calendar.MONDAY      // 调用ll setFirstDayOfWeek()
    }
    if (!calendar.isLenient) {                         // 调用 isLenient()
        calendar.isLenient = true                      // 调用 setLenient()
    }
}

请注意，如果 Java 类只有一个 setter，它在 Kotlin 中不会作为属性可见，因为 Kotlin 目前不支持只写（set-only）属性。

返回 void 的方法

如果一个 Java 方法返回 void，那么从 Kotlin 调用时中返回 Unit。 万一有人使用其返回值，它将由 Kotlin 编译器在调用处赋值， 因为该值本身是预先知道的（是 Unit）。

将 Kotlin 中是关键字的 Java 标识符进行转义

一些 Kotlin 关键字在 Java 中是有效标识符：in、 object、 is 等等。 如果一个 Java 库使用了 Kotlin 关键字作为方法，你仍然可以通过反引号（`）字符转义它来调用该方法：

foo.`is`(bar)

空安全与平台类型

Java 中的任何引用都可能是 null，这使得 Kotlin 对来自 Java 的对象要求严格空安全是不现实的。 Java 声明的类型在 Kotlin 中会被特别对待并称为平台类型。对这种类型的空检查会放宽， 因此它们的安全保证与在 Java 中相同（更多请参见下文）。

考虑以下示例：

val list = ArrayList<String>() // 非空（构造函数结果）
list.add("Item")
val size = list.size // 非空（原生 int）
val item = list[0] // 推断为平台类型（普通 Java 对象）

当我们调用平台类型变量的方法时，Kotlin 不会在编译时报告可空性错误， 但在运行时调用可能会失败，因为空指针异常或者 Kotlin 生成的阻止空值传播的断言：

item.substring(1) // 允许，如果 item == null 可能会抛出异常

平台类型是不可标示的，意味着不能在语言中明确地写下它们。 当把一个平台值赋值给一个 Kotlin 变量时，可以依赖类型推断（该变量会具有推断出的的平台类型， 如上例中 item 所具有的类型），或者我们可以选择我们期望的类型（可空或非空类型均可）：

val nullable: String? = item // 允许，没有问题
val notNull: String = item // 允许，运行时可能失败

如果我们选择非空类型，编译器会在赋值时触发一个断言。这防止 Kotlin 的非空变量保存空值。当我们把平台值传递给期待非空值等的 Kotlin 函数时，也会触发断言。 总的来说，编译器尽力阻止空值通过程序向远传播（尽管鉴于泛型的原因，有时这不可能完全消除）。

平台类型表示法

如上所述，平台类型不能在程序中显式表述，因此在语言中没有相应语法。 然而，编译器和 IDE 有时需要（在错误信息中、参数信息中等）显示他们，所以我们用一个助记符来表示他们：

• T! 表示“T 或者 T?”，
• (Mutable)Collection<T>! 表示“可以可变或不可变、可空或不可空的 T 的 Java 集合”，
• Array<(out) T>! 表示“可空或者不可空的 T（或 T 的子类型）的 Java 数组”

可空性注解

具有可空性注解的Java类型并不表示为平台类型，而是表示为实际可空或非空的 Kotlin 类型。编译器支持多种可空性注解，包括：

• JetBrains （org.jetbrains.annotations 包中的 @Nullable 和 @NotNull）
• Android（com.android.annotations 和 android.support.annotations)
• JSR-305（javax.annotation）
• FindBugs（edu.umd.cs.findbugs.annotations）
• Eclipse（org.eclipse.jdt.annotation）
• Lombok（lombok.NonNull）。

你可以在 Kotlin 编译器源代码中找到完整的列表。

JSR-305 支持

已支持 JSR-305 中定义的 @Nonnull 注解来表示 Java 类型的可空性。

如果 @Nonnull(when = ...) 值为 When.ALWAYS，那么该注解类型会被视为非空；When.MAYBE 与 When.NEVER 表示可空类型；而 When.UNKNOWN 强制类型为平台类型。

可针对 JSR-305 注解编译库，但不需要为库的消费者将注解构件（如 jsr305.jar）指定为编译依赖。Kotlin 编译器可以从库中读取 JSR-305 注解，并不需要该注解出现在类路径中。

自 Kotlin 1.1.50 起， 也支持自定义可空限定符（KEEP-79） （见下文）。

类型限定符别称（自 1.1.50 起）

如果一个注解类型同时标注有 @TypeQualifierNickname 与 JSR-305 @Nonnull（或者它的其他别称，如 @CheckForNull），那么该注解类型自身将用于 检索精确的可空性，且具有与该可空性注解相同的含义：

@TypeQualifierNickname
@Nonnull(when = When.ALWAYS)
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
public @interface MyNonnull {
}

@TypeQualifierNickname
@CheckForNull // 另一个类型限定符别称的别称
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
public @interface MyNullable {
}

interface A {
    @MyNullable String foo(@MyNonnull String x); // 被视为 `fun foo(x: String): String?`
    String bar(List<@MyNonnull String> x);       // 被视为 `fun bar(x: List<String>!): String!`
}

类型限定符默认值（自 1.1.50 起）

@TypeQualifierDefault 引入应用时在所标注元素的作用域内定义默认可空性的注解。

这些注解类型应自身同时标注有 @Nonnull（或其别称）与 @TypeQualifierDefault(...) 注解， 后者带有一到多个 ElementType 值：

• ElementType.METHOD 用于方法的返回值；
• ElementType.PARAMETER 用于值参数；
• ElementType.FIELD 用于字段。

当类型并未标注可空性注解时使用默认可空性，并且该默认值是由最内层标注有带有与所用类型相匹配的 ElementType 的类型限定符默认注解的元素确定。

@Nonnull
@TypeQualifierDefault({ElementType.METHOD, ElementType.PARAMETER})
public @interface NonNullApi {
}

@Nonnull(when = When.MAYBE)
@TypeQualifierDefault({ElementType.METHOD, ElementType.PARAMETER})
public @interface NullableApi {
}

@NullableApi
interface A {
    String foo(String x); // fun foo(x: String?): String?

    @NotNullApi // 覆盖来自接口的默认值
    String bar(String x, @Nullable String y); // fun bar(x: String, y: String?): String 

    // “x”参数仍然是平台类型，因为有显式 UNKNOWN 标记的
    // 可空性注解：
    String qux(@Nonnull(when = When.UNKNOWN) String x); // fun baz(x: String!): String?
}

也支持包级的默认可空性：

// 文件：test/package-info.java
@NonNullApi // 默认将“test”包中所有类型声明为不可空
package test;

编译器配置

可以通过添加带有下述值之一的 -Xjsr305 编译器标志来配置 JSR-305 检测：

• -Xjsr305=strict 使 JSR-305 注解作为简单可空注解来用，即对已标注类型的不当用法报错；

• -Xjsr305=warn 使不当用法产生警告而非错误；

• -Xjsr305=ignore 使编译器完全忽略 JSR-305 可空性注解。

对于 kotlin 1.1.50+/1.2 版本，其默认行为等同于 -Xjsr305=warn。 strict 值应认为是实验性的（以后可能添加更多检测）。

已映射类型

Kotlin 特殊处理一部分 Java 类型。这样的类型不是“按原样”从 Java 加载，而是 映射 到相应的 Kotlin 类型。 映射只发生在编译期间，运行时表示保持不变。 Java 的原生类型映射到相应的 Kotlin 类型（请记住平台类型）：

{:.zebra}

一些非原生的内置类型也会作映射：

{:.zebra}

Java 的装箱原始类型映射到可空的 Kotlin 类型：

{:.zebra}

请注意，用作类型参数的装箱原始类型映射到平台类型： 例如，List<java.lang.Integer> 在 Kotlin 中会成为 List<Int!>。

集合类型在 Kotlin 中可以是只读的或可变的，因此 Java 集合类型作如下映射： （下表中的所有 Kotlin 类型都驻留在 kotlin.collections包中）:

{:.zebra}

Java 的数组按下文所述映射：

{:.zebra}

Kotlin 中的 Java 泛型

Kotlin 的泛型与 Java 有点不同（参见泛型）。当将 Java 类型导入 Kotlin 时，我们会执行一些转换：

• Java 的通配符转换成类型投影，

  • Foo<? extends Bar> 转换成 Foo<out Bar!>!，
  • Foo<? super Bar> 转换成 Foo<in Bar!>!；

• Java的原始类型转换成星投影，

  • List 转换成 List<*>!，即 List<out Any?>!。

和 Java 一样，Kotlin 在运行时不保留泛型，即对象不携带传递到他们构造器中的那些类型参数的实际类型。 即 ArrayList<Integer>() 和 ArrayList<Character>() 是不能区分的。 这使得执行 is-检测不可能照顾到泛型。 Kotlin 只允许 is-检测星投影的泛型类型：

if (a is List<Int>) // 错误：无法检查它是否真的是一个 Int 列表
// but
if (a is List<*>) // OK：不保证列表的内容

Java 数组

与 Java 不同，Kotlin 中的数组是不型变的。这意味着 Kotlin 不允许我们把一个 Array<String> 赋值给一个 Array<Any>， 从而避免了可能的运行时故障。Kotlin 也禁止我们把一个子类的数组当做超类的数组传递给 Kotlin 的方法， 但是对于 Java 方法，这是允许的（通过 Array<(out) String>! 这种形式的平台类型）。

Java 平台上，数组会使用原生数据类型以避免装箱/拆箱操作的开销。 由于 Kotlin 隐藏了这些实现细节，因此需要一个变通方法来与 Java 代码进行交互。 对于每种原生类型的数组都有一个特化的类（IntArray、 DoubleArray、 CharArray 等等）来处理这种情况。 它们与 Array 类无关，并且会编译成 Java 原生类型数组以获得最佳性能。

假设有一个接受 int 数组索引的 Java 方法：

public class JavaArrayExample {

    public void removeIndices(int[] indices) {
        // 在此编码……
    }
}

在 Kotlin 中你可以这样传递一个原生类型的数组：

val javaObj = JavaArrayExample()
val array = intArrayOf(0, 1, 2, 3)
javaObj.removeIndices(array)  // 将 int[] 传给方法

当编译为 JVM 字节代码时，编译器会优化对数组的访问，这样就不会引入任何开销：

val array = arrayOf(1, 2, 3, 4)
array[x] = array[x] * 2 // 不会实际生成对 get() 和 set() 的调用
for (x in array) { // 不会创建迭代器
    print(x)
}

即使当我们使用索引定位时，也不会引入任何开销：

for (i in array.indices) {// 不会创建迭代器
    array[i] += 2
}

最后，in-检测也没有额外开销：

if (i in array.indices) { // 同 (i >= 0 && i < array.size)
    print(array[i])
}

Java 可变参数

Java 类有时声明一个具有可变数量参数（varargs）的方法来使用索引：

public class JavaArrayExample {

    public void removeIndicesVarArg(int... indices) {
        // 在此编码……
    }
}

在这种情况下，你需要使用展开运算符 * 来传递 IntArray：

val javaObj = JavaArrayExample()
val array = intArrayOf(0, 1, 2, 3)
javaObj.removeIndicesVarArg(*array)

目前无法传递 null 给一个声明为可变参数的方法。

操作符

由于 Java 无法标记用于运算符语法的方法，Kotlin 允许具有正确名称和签名的任何 Java 方法作为运算符重载和其他约定（invoke() 等）使用。 不允许使用中缀调用语法调用 Java 方法。

受检异常

在 Kotlin 中，所有异常都是非受检的，这意味着编译器不会强迫你捕获其中的任何一个。 因此，当你调用一个声明受检异常的 Java 方法时，Kotlin 不会强迫你做任何事情：

fun render(list: List<*>, to: Appendable) {
    for (item in list) {
        to.append(item.toString()) // Java 会要求我们在这里捕获 IOException
    }
}

对象方法

当 Java 类型导入到 Kotlin 中时，类型 java.lang.Object 的所有引用都成了 Any。 而因为 Any 不是平台指定的，它只声明了 toString()、hashCode() 和 equals() 作为其成员， 所以为了能用到 java.lang.Object 的其他成员，Kotlin 要用到扩展函数。

wait()/notify()

Effective Java 第 69 条善意地建议优先使用并发工具（concurrency utilities）而不是 wait() 和 notify()。 因此，类型 Any 的引用不提供这两个方法。 如果你真的需要调用它们的话，你可以将其转换为 java.lang.Object：

(foo as java.lang.Object).wait()

getClass()

要取得对象的 Java 类，请在类引用上使用 java 扩展属性：

val fooClass = foo::class.java

上面的代码使用了自 Kotlin 1.1 起支持的绑定的类引用。你也可以使用 javaClass 扩展属性：

val fooClass = foo.javaClass

clone()

要覆盖 clone()，需要继承 kotlin.Cloneable：

class Example : Cloneable {
    override fun clone(): Any { …… }
}

不要忘记 Effective Java 的第 11 条: 谨慎地改写clone。

finalize()

要覆盖 finalize()，所有你需要做的就是简单地声明它，而不需要 override 关键字：

class C {
    protected fun finalize() {
        // 终止化逻辑
    }
}

根据 Java 的规则，finalize() 不能是 private 的。

从 Java 类继承

在 kotlin 中，类的超类中最多只能有一个 Java 类（以及按你所需的多个 Java 接口）。

访问静态成员

Java 类的静态成员会形成该类的“伴生对象”。我们无法将这样的“伴生对象”作为值来传递， 但可以显式访问其成员，例如：

if (Character.isLetter(a)) {
    // ……
}

Java 反射

Java 反射适用于 Kotlin 类，反之亦然。如上所述，你可以使用 instance::class.java, ClassName::class.java 或者 instance.javaClass 通过 java.lang.Class 来进入 Java 反射。

其他支持的情况包括为一个 Kotlin 属性获取一个 Java 的 getter/setter 方法或者幕后字段、为一个 Java 字段获取一个 KProperty、为一个 KFunction 获取一个 Java 方法或者构造函数，反之亦然。

SAM 转换

就像 Java 8 一样，Kotlin 支持 SAM 转换。这意味着 Kotlin 函数字面值可以被自动的转换成只有一个非默认方法的 Java 接口的实现，只要这个方法的参数类型能够与这个 Kotlin 函数的参数类型相匹配。

你可以这样创建 SAM 接口的实例：

val runnable = Runnable { println("This runs in a runnable") }

……以及在方法调用中：

val executor = ThreadPoolExecutor()
// Java 签名：void execute(Runnable command)
executor.execute { println("This runs in a thread pool") }

如果 Java 类有多个接受函数式接口的方法，那么可以通过使用将 lambda 表达式转换为特定的 SAM 类型的适配器函数来选择需要调用的方法。这些适配器函数也会按需由编译器生成：

executor.execute(Runnable { println("This runs in a thread pool") })

请注意，SAM 转换只适用于接口，而不适用于抽象类，即使这些抽象类也只有一个抽象方法。

还要注意，此功能只适用于 Java 互操作；因为 Kotlin 具有合适的函数类型，所以不需要将函数自动转换为 Kotlin 接口的实现，因此不受支持。

在 Kotlin 中使用 JNI

要声明一个在本地（C 或 C++）代码中实现的函数，你需要使用 external 修饰符来标记它：

external fun foo(x: Int): Double

其余的过程与 Java 中的工作方式完全相同。