03 | Kotlin原理：编译器在幕后干了哪些“好事”？
朱涛
你好，我是朱涛。
在前面两节课里，我们学了不少 Kotlin 的语法，其中有些语法是和 Java 类似的，比如数字类型、字符串；也有些语法是 Kotlin 所独有的，比如数据类、密封类。另外，我们还知道 Kotlin 和 Java 完全兼容，它们可以同时出现在一个代码工程当中，并且可以互相调用。
但是，这样就会引出一个问题：Java 是如何识别 Kotlin 的独有语法的呢？比如，Java 如何能够认识 Kotlin 里的“数据类”？
这就要从整个 Kotlin 的实现机制说起了。
所以，今天这节课，我会从 Kotlin 的编译流程出发，来带你探索这门语言的底层原理。在这个过程中，你会真正地理解，Kotlin 是如何在实现灵活、简洁的语法的同时，还做到了兼容 Java 语言的。并且你在日后的学习和工作中，也可以根据今天所学的内容，来快速理解 Kotlin 的其他新特性。
Kotlin 的编译流程
在介绍 Kotlin 的原理细节之前，我们先从宏观上看看它是如何运行在电脑上的，这其实就涉及到它的编译流程。
那么首先，你需要知道一件事情：你写出的 Kotlin 代码，电脑是无法直接理解的。即使是最简单的println("Hello world.")，你将这行代码告诉电脑，它也是无法直接运行的。这是因为，Kotlin 的语法是基于人类语言设计的，电脑没有人的思维，它只能理解二进制的 0 和 1，不能理解 println 到底是什么东西。
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Kotlin编译器的幕后“好事”：深入探索Kotlin编译器的工作原理，揭示了Kotlin代码经过编译后会变成Java字节码，实现了Kotlin和Java的兼容。文章介绍了两种研究Kotlin原理的思路，并通过具体操作步骤，帮助读者快速了解Kotlin的实现细节。通过分析Kotlin的Long类型和接口语法的局限性，揭示了Kotlin编译器在背后进行的翻译工作，将Kotlin代码翻译成Java能理解的格式。文章还总结了Kotlin编译器在幕后所做的“好事”，如类型推导、原始类型转换、字符串模板处理等，使得读者能够深入了解Kotlin编译器的工作原理，为进一步学习和研究Kotlin打下基础。整体而言，本文通过简洁清晰的语言和实际例子，让读者能够快速了解Kotlin编译器的工作原理，体现了文章的技术特点。
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Renext思考题： 转换成 java代码就一清二楚，两种方式的isAdult本质不是同一个东西： 1-通过自定义 getter 来实现的方式，isAdult其实是一个方法。外部每一次调用，都是拿最新的age进行计算，所以age的值有变动，isAdult()的结果是最新的。 2- val isAdult = age >= 18 这种方式，isAdault是一个final变量，只会在对象新建时，在构造方法中，根据age的值赋值一次。所以，之后age的值如果有变动，isAdault值是永远不变的。作者回复: 赞！
2021-12-31361
PoPlus思考题： 如果采用 val isAdult = age >= 18 这种写法，那么错误会表现在给某个 Person 对象的 age 属性二次赋值时，isAdult 属性仍会是一个旧的 Boolean 值。原因：从反编译出的 Java 代码可以看出，isAdult 属性会被转换成一个 final 修饰的 Java 属性且在构造方法里赋好值了，那么意味着即使 age 属性后期修改一万遍，isAdult 属性也只会是它原来的那个初始值。 而如果用 getter 的方式则不会有这个问题，因为 getter 方式会把 isAdult 属性转换成 getter 方法而不是 final 修饰的属性，每一次调用，isAdult 属性就会动态的根据 age 属性来判断返回值。作者回复: 赞！分析的很到位。
2021-12-3112
阶前听雨太赞了，看了很多书和博客，基本都在讲kotlin多好用。从根本上讲kotlin的还是这门课，很多以前懵懵懂懂的概念都豁然开朗，太赞了。作者回复: 你的鼓励就是我的动力。我们一起加油！
2021-12-3110
逢庆1. val isAdult get() = age >= 18 反编译后可以看到，会生成方法: public final boolean isAdult() { return this.age >= 18; } 2. val isAdult = age >= 18 反编译后，可以看到： 会定义一个isAdult属性： private final boolean isAdult; 并在构造函数里根据age来赋值： this.isAdult = this.age >= 18;作者回复: 没错。
2021-12-317
3.141516
kotlin 的一些语法特性在编译为字节码后会增多 class 数量，所以会增加字节码的大小。 想请教下老师，在 Android 中，Kotlin 还有哪些方面会增加包大小呢？谢谢作者回复: 其实，我们一般说Kotlin增大包体积，主要只两个方面： 1. Kotlin标准库+反射库+协程库 2. 字节码增加class数量
2022-02-095
文茂权JVM 由于存在多种实现，依赖的是一套标准规范。尽管学习 Kotlin 不需要直接接触 JVM ，但参考 JVM 的设计规范对于我们学习 JVM 编程语言的设计是很有作用的。 这里附上 JVM 不同版本的设计规范文档：https://docs.oracle.com/javase/specs/index.html作者回复: 赞！感谢补充。
2022-01-165
droidYuKotlin语言的简洁得益于Kotlin编译器的强大，之所以Java和Kotlin能完全兼容，是因为Java和Kotlin编译后的成果都是Java字节码。作者回复: 是的。
2022-03-204
郑峰You can define custom accessors for a property. If you define a custom getter, it will be called every time you access the property (this way you can implement a computed property). If you define a custom setter, it will be called every time you assign a value to the property, except its initialization.作者回复: 嗯，是的。
2022-01-153
qinsi直觉上反编译都是有损的，不知道有没有遇到过反编译结果不对的例子？作者回复: 确实，字节码才是最接近本质的。反编译成Java之后确实会损失少量信息，但一般都不会有很大的偏差。
2022-01-0122- PoPlus关于 Kotlin 包装类型优化原始类型，我的实验结果和老师的结论有一点出入，不知道是不是编译器版本的原因。🌚 var a: Long = 1 // private static long a = 1L; val b: Long = 2 // private static final long b = 2L; var c: Long? = 3 // private static Long c = 3L; 未优化成原始类型 val d: Long? = 4 // private static final Long d = 4L; 未优化成原始类型
作者回复: 嗯，这是有可能的，我用的最新版IntelliJ，Kotlin1.6版本。
2021-12-3122
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