Java泛型擦除
langsingwe 人气:01. 什么是类型擦除
Java 泛型（generics）是 JDK 5 中引入的一个新特性, 泛型提供了编译时类型安全检测机制，该机制允许程序员在编译时检测到非法的类型。泛型的本质是参数化类型，也就是说所操作的数据类型被指定为一个参数。
Java的泛型是伪泛型，Java的泛型基本上都是在编译器这个层次上实现的，在生成的字节码中是不包含泛型中的类型信息的，使用泛型的时候加上类型参数，在编译器编译的时候会去掉，这个过程称为类型擦除。
如在代码中定义List<Object>和List<String>等类型，在编译后都会变成List，JVM看到的只是List，而由泛型附加的类型信息对JVM是看不到的。Java编译器会在编译时尽可能的发现可能出错的地方，但是仍然无法在运行时刻出现的类型转换异常的情况，类型擦除也是Java的泛型与C++模板机制实现方式之间的重要区别。
例1：
public static void main(String[] args) {
List<String> stringList = new ArrayList<>();
stringList.add("string");
List<Integer> integerList = new ArrayList<>();
integerList.add(1);
System.out.println(stringList.getClass() == integerList.getClass());
}
输出true
这里我们定义两个ArrayList，类型分别是String和Integer，通过.getClass()获取他们的类信息，结果是相等，说明类型被擦除了
例2
public static void main(String[] args) throws Exception{
List<String> stringList = new ArrayList<>();
stringList.add("string");
// stringList.add(1); //这里如果直接添加int类型的参数，会报错
stringList.getClass().getMethod("add", Object.class).invoke(stringList, 1);
System.out.println(stringList.toString());
}
输出[string, 1]
这里我们定义了一个String类型的ArrayList，如果直接调用add()方法添加Integer类型的参数，会报错。我们使用反射调用方法add()，可以添加Integer类型的参数，说明String类型在编译后被擦除了
2. 什么是原始类型
原始类型 就是擦除去了泛型信息，最后在字节码中的类型变量的真正类型，无论何时定义一个泛型，相应的原始类型都会被自动提供，类型变量擦除，并使用其限定类型（无限定的变量用Object）替换。
class Pair<T> {
private T value;
public T getValue() {
return value;
}
public void setValue(T value) {
this.value = value;
}
}
Pair的原始类型为
class Pair {
private Object value;
public Object getValue() {
return value;
}
public void setValue(Object value) {
this.value = value;
}
}
在Pair<T>中，T是一个无限定的类型变量，所以用Object替换，其结果就是一个普通的类，如同泛型加入Java语言之前的已经实现的样子。在程序中可以包含不同类型的Pair，如Pair<String>或Pair<Integer>，但是擦除类型后他们的就成为原始的Pair类型了，原始类型都是Object。
如果类型变量有限定，那么原始类型就用第一个边界的类型变量类替换。
如：
public class Pair<T extends Comparable> {}
那么原始类型就是Comparable
在调用泛型方法时，可以指定泛型，也可以不指定泛型。
在不指定泛型的情况下，泛型变量的类型为该方法中的几种类型的同一父类的最小级，直到Object
在指定泛型的情况下，该方法的几种类型必须是该泛型的实例的类型或者其子类
public static void main(String[] args) {
/**不指定泛型的时候*/
int i = Test.add(1, 2); //这两个参数都是Integer，所以T为Integer类型
Number f = Test.add(1, 1.2); //这两个参数一个是Integer，一个是Float，所以取同一父类的最小级，为Number
Object o = Test.add(1, "asd"); //这两个参数一个是Integer，一个是Float，所以取同一父类的最小级，为Object
/**指定泛型的时候*/
int a = Test.<Integer>add(1, 2); //指定了Integer，所以只能为Integer类型或者其子类
int b = Test.<Integer>add(1, 2.2); //编译错误，指定了Integer，不能为Float
Number c = Test.<Number>add(1, 2.2); //指定为Number，所以可以为Integer和Float
}
//这是一个简单的泛型方法
public static <T> T add(T x,T y){
return y;
}3. 类型擦除带来的问题和解决方法
3.1 和多态的冲突
有这样一个泛型类
class Pair<T> {
private T value;
public T getValue() {
return value;
}
public void setValue(T value) {
this.value = value;
}
}一个子类继承它
class DateSon extends Pair<Date> {
@Override
public void setValue(Date value) {
super.setValue(value);
}
@Override
public Date getValue() {
return super.getValue();
}
}
在子类中，我们设定泛型类型为Date，那么父类的两个方法参数类型都是Date
public Date getValue() {
return value;
}
public void setValue(Date value) {
this.value = value;
}我们从代码编译来看，@Override重写父类方法，没有任何问题。
但是，类型擦除后，父类的泛型类型都变为了Object，编译后为
class Pair {
private Object value;
public Object getValue() {
return value;
}
public void setValue(Object value) {
this.value = value;
}
} 子类的重写方法
@Override
public void setValue(Date value) {
super.setValue(value);
}
@Override
public Date getValue() {
return super.getValue();
}
参数类型不一样，参数名一样… 根据Java语言特性，这应该是重载，而不是重写啊
写一个方法测试一下
public static void main(String[] args) {
DateSon dateSon = new DateSon();
dateSon.setValue(new Date());
dateSon.setValue(new Object()); // 编译报错
}
如果是重载，第一个和第二个setValue都应该编译通过，但是发现并没有继承父类setValue参数类型是Object的方法，所以说确实是重写
我们本意是通过设置泛型类型为Date，实现重写，但是这和泛型的类型擦除，显然冲突了。
针对这种冲突，JVM采取了一种特殊的方法，桥方法
我们用javap -c className的方式反编译下DateSon子类的字节码，结果如下：
class com.java.generic.DateSon extends com.java.generic.Pair<java.util.Date> {
com.java.generic.DateSon();
Code:
0: aload_0
1: invokespecial #1 // Method com/java/generic/Pair."<init>":()V
4: return
public void setValue(java.util.Date);
Code:
0: aload_0
1: aload_1
2: invokespecial #2 // Method com/java/generic/Pair.setValue:(Ljava/lang/Object;)V
5: return
public java.util.Date getValue();
Code:
0: aload_0
1: invokespecial #3 // Method com/java/generic/Pair.getValue:()Ljava/lang/Object;
4: checkcast #4 // class java/util/Date
7: areturn
public void setValue(java.lang.Object);
Code:
0: aload_0
1: aload_1
2: checkcast #4 // class java/util/Date
5: invokevirtual #5 // Method setValue:(Ljava/util/Date;)V
8: return
public java.lang.Object getValue();
Code:
0: aload_0
1: invokevirtual #6 // Method getValue:()Ljava/util/Date;
4: areturn
}最后的两个方法，就是编译器自己生成的桥方法。可以看到桥方法的参数类型都是Object，也就是说，子类中真正覆盖父类两个方法的就是这两个我们看不到的桥方法。而打在我们自己定义的setvalue和getValue方法上面的@Oveerride只不过是假象。而桥方法的内部实现，就只是去调用我们自己重写的那两个方法。
所以，虚拟机巧妙的使用了桥方法，来解决了类型擦除和多态的冲突。
3.2 不能使用instanceof
List<String> stringList = new ArrayList<>(); System.out.println(stringList instanceof ArrayList<String>);
类型擦除后String类型不存在了，所以不能使用instanceof判断
3.3 在静态类和静态方法中的问题
public class Test2<T> {
public static T one; //编译错误
public static T show(T one){ //编译错误
return null;
}
}
因为泛型类中的泛型参数的实例化是在定义对象的时候指定的，而静态变量和静态方法不需要使用对象来调用。对象都没有创建，如何确定这个泛型参数是何种类型，所以当然是错误的。
但是注意：
public class Test2<T> {
public static <T> T show(T one){ //这是正确的
return null;
}
}因为这是一个泛型方法，在泛型方法中使用的T是自己在方法中定义的T，而不是泛型类中的T
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