Java:オーバライドの優先順位の規則について

Question

#ソースコード

package test;

import java.util.ArrayList;
import java.util.List;
import java.util.stream.Stream;

public class Sub{
	public static void main(String[] args) {
//	 List<Integer> list=Arrays.asList(1,2,3,4,5);
//       list.stream().filter(i->i%2==0).forEach(i->System.out.println(i));
		List<Integer> list=Arrays.asList(1,2,3,4,5);
		Stream<Integer> stream=list.stream();
		Stream<Integer> stream2=stream.filter(i->i%2==0);
		stream2.forEach(i->System.out.println(i));
	}
}

実行結果

2
4

#概要
JavaのStreamAPIの内部的な動きが知りたかったので、上記ソースコードでコメントアウトしているstreamを分解して、一つ一つEclipseのデバッグ機能でソースコードを辿っていきました。
すると、一ヶ所、腑に落ちない部分がありました。

まず、ArraysクラスのasListメソッドを呼び出し、そのの戻り値であるArrayList<Integer>クラスのインスタンスをList<Integer>型のlist変数に代入します。
その次に、そのlist変数を参照して、streamメソッドを呼び出しています。
この部分をeclipseでブレークポイントに設定し、デバッグ機能を使うと、下記メソッドが呼び出されていました。

public interface Collection<E> extends Iterable<E> {
                 :
                 :
   default Stream<E> stream() {
        return StreamSupport.stream(spliterator(), false);
    }
                 :
                 :
}

処理として、StreamSupportクラスのstreamメソッドの第一引数として、spliteratorメソッドの戻り値が第一引数として引き渡されています。
このメソッドはListインターフェース、ArrayListクラス、それぞれで宣言されています。
List<Integer>型のlist変数には、ArrayListインスタンスが代入されているので、オーバライドの優先順位の規則から、ArrayListインスタンスのspliteratorメソッドが呼び出されると思っていました。
しかし、実際に辿ってみると、Arraysクラスのspliteratorメソッドが呼び出されていました。
ArraysクラスとCollectionインターフェース・Listインターフェース・ArrayListクラス、それぞれ継承関係も実装関係もありません。そのため、List型の変数に代入されいてるArrayListインスタンスのメソッド内にて、参照先を指定しない方法でのメソッド呼び出し(spliterator())で、Arraysクラスのメソッドが呼び出される可能性はありません。
(なぜなら、非staticなメソッド内で参照先を指定しないメソッド呼び出しをした場合、自インスタンスのメソッドが呼び出されることになるから。)

public class Arrays {
                 :
                 :
   public Spliterator<E> spliterator() {
            return Spliterators.spliterator(a, Spliterator.ORDERED);
        }
                 :
                 :
}

また、ArraysクラスのasListメソッドの内部的な処理でArrayListクラスのインスタンスが生成されていることも確認済みのため、今回のような状況でArraysクラスのspliteratorメソッドが呼ばれる理由が分かりません。

public class Arrays {
                 :
                 :
   public static <T> List<T> asList(T... a) {
        return new ArrayList<>(a);
    }
                 :
                 :
}

また、最初のソースコードのArrayListインスタンス化を下記のように変更して、同じようにデバッグ機能を用いると、ちゃんとArrayListクラスのspliteratorメソッドが呼び出されていました。

package test;

import java.util.ArrayList;
import java.util.List;
import java.util.stream.Stream;

public class Sub{
	public static void main(String[] args) {
		List<Integer> list=new ArrayList<Integer>();
		list.add(1);
		list.add(2);
		list.add(3);
		list.add(4);
		list.add(5);
		Stream<Integer> stream=list.stream();
		Stream<Integer> stream2=stream.filter(i->i%2==0);
		stream2.forEach(i->System.out.println(i));
	}
}

public class ArrayList<E> extends AbstractList<E>
        implements List<E>, RandomAccess, Cloneable, java.io.Serializable
{
                 :
                 :
    public Spliterator<E> spliterator() {
        return new ArrayListSpliterator<>(this, 0, -1, 0);
    }
                 :
                 :
}

個人的には、Eclipseのデバッグ機能はソースコードを逆コンパイル？によってclassファイルから無理やり作っているものなので、その不備かと思っているのですが、
Javaの文法的に説明できる方がいましたら、ご回答いただきたいです。
よろしくお願いします。

Answer 1

まず、ArraysクラスのasListメソッドを呼び出し、そのの戻り値であるArrayList<Integer>クラスのインスタンスをList<Integer>型のlist変数に代入します。

このArrayListは、我々が普段使っているjava.util.ArrayListではなく、Arraysクラスの内部で宣言されたクラスです。asListメソッドの少し下で宣言されていたと記憶しています。これは、まさにメソッド名の通り配列を「Listとして」扱えるようにラップするクラスになります。
したがって、あなたが「Arraysクラスのメソッドを呼び出した」ように見えたspliteratorメソッドは、そ「Arraysクラス内で宣言されたArrayListクラス」で実装されたspliteratorメソッドである可能性が高いです。Eclipse上で見る場合、確かにArraysクラスを開く形になりますしね。

Comments

[karakorum]

Eclipseで確認したら、確かにArraysクラスでネストクラスとして、privateなArrayListクラスが宣言されていました・・・。
全く気が付きませんでした。
当たり前のことですが、パッケージが異なれば、他のパッケージと同名のクラスやインターフェースも宣言できる、ということが完全に抜けており、混乱していました。
ありがとうございました。

[KoichiSugiyama]

蛇足かもしれませんが、オラクルのサイトにあるArrays.asListのリファレンス（https://docs.oracle.com/javase/jp/8/docs/api/java/util/Arrays.html#asList-T...-）を見ると、「指定された配列に連動する固定サイズのリストを返します。返されたリストへの変更は、そのまま配列に書き込まれます。」とありますので、そういう仕組みにしているんでしょうね。

[swordone]

全く同名なのでややこしいところなんですよね。
ちなみに、ArrayListのコンストラクタで引数を渡していますが、java.util.ArrayListのコンストラクタで配列（可変長引数）をとるものはありません。この点でも判別できます。

[karakorum]

追記していただき、ありがとうございます！
理解が深まりました！