Java方法局部内部类的Synthetic Fields如何关联方法局部变量的值

局部内部类访问方法局部变量的实现原理 #

你的理解基本正确，只有命名细节上的差异，具体流程如下：
我们用一段示例代码来拆解：

public class OuterDemo {
    public Runnable getTask() {
        int count = 100; // 这里是effectively final变量
        // 方法局部内部类
        return new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
                System.out.println(count);
            }
        };
    }
}

Javac编译后会生成两个字节码文件：OuterDemo.class和OuterDemo$1.class（后者就是局部内部类的字节码），内部实现逻辑是：

• 编译器会在局部内部类中生成一个私有、final的合成字段，命名规则为val$[原局部变量名]，示例中就是val$count，和原变量不会出现命名冲突
• 编译器会自动给局部内部类新增一个带对应参数的构造方法，创建内部类实例时，会把方法局部变量count的当前值作为参数传入构造方法，给合成字段val$count赋值
• 内部类代码中所有对原变量count的访问，都会被编译器替换成对自身合成字段val$count的访问

这也就是为什么要求变量必须是final或者effectively final：内部类拿到的只是变量的副本，要是原方法中的变量后续发生修改，副本无法同步更新，会出现逻辑不一致，Java直接从语法层面限制变量不可修改，从根源上规避了这个问题。

通用synthetic元素的定义 #

简单来说，synthetic（合成）元素是仅存在于编译后的字节码文件中，源代码里没有任何显式定义，由编译器自动生成，用来支撑Java各种语法特性实现的特殊元素，可以是字段、方法、构造器甚至类。
除了你提到的局部内部类的变量存储字段外，常见的合成元素还有这些：

• 非静态内部类中自动生成的this$0字段，用来存储外部类的实例引用，实现内部类访问外部类成员的能力
• 当内部类需要访问外部类的私有成员时，编译器会给外部类生成access$xxx格式的合成桥接方法，绕开私有成员的访问权限限制
• 泛型类型擦除后，为了保持多态特性自动生成的桥接方法
• 枚举类中自动生成的values()、valueOf()方法也属于合成方法

内容的提问来源于stack exchange，提问作者francesco