Clases glorificadas en el lenguaje Java

Algunas clases de la API estándar de Java se tratan de forma ligeramente diferente a otras clases. Estoy hablando de aquellas clases que no se podrían implementar sin un soporte especial del compilador y / o JVM.

Los que se me ocurren de inmediato son:

• Object (obviamente) ya que, entre otras cosas, no tiene una superclase.
• String ya que el idioma tiene soporte especial para el operador +.
• Thread ya que tiene este método mágico start () a pesar del hecho de que no hay una instrucción de código de bytes que "bifurque" la ejecución.

Supongo que todas las clases como estas se mencionan de una forma u otra en el JLS. Corrígeme si me equivoco.

De todos modos, ¿qué otras clases de este tipo existen? ¿Existe alguna lista completa de "clases glorificadas" en el lenguaje Java?

Hay muchas respuestas diferentes, así que pensé que sería útil recopilarlas todas (y agregar algunas):

Clases

• Clases de AutoBoxing : el compilador solo permite clases específicas
• Clase : tiene sus propios literales (int.class por ejemplo). También agregaría su tipo genérico sin crear nuevas instancias.
• Cadena : con su + -operador sobrecargado y el soporte de literales
• Enum : la única clase que se puede usar en una declaración de cambio (pronto también se otorgará un privilegio a String). También hace otras cosas (creación automática de métodos estáticos, manejo de serialización, etc.), pero teóricamente podrían lograrse con código; es solo una gran cantidad de texto estándar, y algunas de las restricciones no se pueden aplicar en subclases (por ejemplo, el reglas especiales de subclasificación), pero lo que nunca podría lograr sin el estado privilegiado de una enumeración es incluirlo en una declaración de cambio.
• Objeto : la raíz de todos los objetos (y agregaría sus métodos de clonación y finalización no son algo que pueda implementar)
• Referencias : WeakReference, SoftReference, PhantomReference
• Hilo : el lenguaje no le da una instrucción específica para iniciar un hilo, sino que lo aplica mágicamente al método start ().
• Throwable : la raíz de todas las clases que pueden funcionar con throw, throws y catch, así como la comprensión del compilador de Exception vs RuntimeException y Error.
• NullPointerException y otras excepciones como ArrayIndexOutOfBounds que pueden ser lanzadas por otras instrucciones de bytecode que no sean throw.

Interfaces

• Iterable : la única interfaz que se puede utilizar en un bucle for mejorado

Las menciones honoríficas son para:

• java.lang.reflect. Matriz : no sería posible crear una nueva matriz tal como la define un objeto Class.
• Anotaciones Son una característica de lenguaje especial que se comporta como una interfaz en tiempo de ejecución. Ciertamente no podría definir otra interfaz de Anotación, al igual que no puede definir un reemplazo para Object. Sin embargo, podría implementar toda su funcionalidad y simplemente tener otra forma de recuperarlos (y un montón de texto estándar) en lugar de la reflexión. De hecho, hubo muchas implementaciones basadas en XML y etiquetas javadoc antes de que se introdujeran las anotaciones.
• ClassLoader : ciertamente tiene una relación privilegiada con la JVM, ya que no hay una forma de lenguaje para cargar una clase, aunque hay una forma de código de bytes, por lo que es como Array de esa manera. También tiene el privilegio especial de ser devuelto por la JVM, aunque eso es un detalle de implementación.
• Serializable : podría implementar la funcionalidad a través de la reflexión, pero tiene su propia palabra clave privilegiada y pasaría mucho tiempo familiarizándose con SecurityManager en algunos escenarios.

Nota: Dejé fuera de la lista las cosas que proporcionan JNI (como IO) porque siempre puede implementar su propia llamada JNI si así lo desea. Sin embargo, las llamadas nativas que interactúan con la JVM de manera privilegiada son diferentes.

Las matrices son discutibles: heredan Object, tienen una jerarquía entendida (Object [] es un supertipo de String []), pero son una característica del lenguaje, no una clase definida por sí misma.

Class, por supuesto. Tiene sus propios literales (una distinción con la que comparte String, BTW) y es el punto de partida de toda esa magia de reflexión.

sun.misc.unsafe es la madre de todos los trucos sucios que rompen el espíritu del lenguaje.

1. Enum. No se le permite subclasificarlo, pero el compilador sí.
2. Muchas cosas en java.util.concurrent se pueden implementar sin soporte de JVM, pero serían mucho menos eficientes.

Todas las clases de números tienen un poco de magia en forma de Autoboxing .

Dado que se mencionaron las clases importantes , mencionaré algunas interfaces:

La Iterableinterfaz (desde 1.5): permite que un objeto participe en un bucle foreach:

Iterable<Foo> iterable = ...;
for (Foo foo : iterable) {

}

La Serializableinterfaz tiene un significado muy especial, diferente de una interfaz estándar. Puede definir métodos que se tendrán en cuenta aunque no estén definidos en la interfaz (como readResolve()). La transientpalabra clave es el elemento del lenguaje que afecta el comportamiento de los Serializableimplementadores.

1. Throwable , RuntimeException, Error AssertionError
2. Referencias WeakReference, SoftReference, PhantomReference
3. Enum
4. Anotación

Matriz de Java como en int[].class

java.lang.ClassLoader, aunque el trabajo sucio real lo realiza alguna subclase no mencionada (ver 12.2.1 El proceso de carga ).

No estoy seguro de esto. Pero no puedo pensar en una forma de implementar manualmente objetos IO.

Hay algo de magia en la Systemclase.

System.arraycopy es un gancho al código nativo

public static native void arraycopy(Object array1, int start1, 
  Object array2, int start2, int length);

pero...

/**
 * Private version of the arraycopy method used by the jit
 * for reference arraycopies
 */
private static void arraycopy(Object[] A1, int offset1,
  Object[] A2, int offset2, int length) {
   ...
}

Bueno, ya que se ha mencionado el manejo especial de assert. Aquí hay algunos tipos más de excepciones que tienen un tratamiento especial por parte de jvm:

• Excepción de puntero nulo
• ArithmeticException.
• StackOverflowException
• Todo tipo de OutOfMemoryErrors
• ...

Las excepciones no son especiales, pero jvm las usa en casos especiales, por lo que no puede implementarlas usted mismo sin escribir su propio jvm. Estoy seguro de que existen más excepciones especiales.

La mayoría de esas clases no se implementan realmente con la ayuda 'especial' del compilador o JVM. Object registra algunos nativos que hurgan en las estructuras internas de JVM, pero también puede hacerlo para sus propias clases. (Admito que esto está sujeto a la semántica, "las llamadas a un nativo definido en la JVM" pueden considerarse como soporte especial de JVM).

Lo que / es / especial es el comportamiento de las instrucciones 'nuevas' y 'lanzar' en cómo inicializan estas estructuras internas.

Sin embargo, las anotaciones y los números son bastante extraños.