泛型 - 《Java 基础整理》

朱凯-Java泛型和 Kotlin 泛型
 Java 泛型，你了解类型擦除吗？

类型擦除
泛型是 Java 1.5 版本才引进的概念，在这之前是没有泛型的概念的，但显然，泛型代码能够很好地和之前版本的代码很好地兼容。
这是因为，泛型信息只存在于代码编译阶段，在进入 JVM 之前，与泛型相关的信息会被擦除掉，专业术语叫做类型擦除。
通俗地讲，泛型类和普通类在 java 虚拟机内是没有什么特别的地方。回顾文章开始时的那段代码。

List<String> l1 = new ArrayList<String>();
List<Integer> l2 = new ArrayList<Integer>();
System.out.println(l1.getClass() == l2.getClass());

打印的结果为 true 是因为 List<String>和 List<Integer>在 jvm 中的 Class 都是 List.class。
泛型信息被擦除了。
可能同学会问，那么类型 String 和 Integer 怎么办？
答案是泛型转译。

public class Erasure <T>{
    T object;
    public Erasure(T object) {
        this.object = object;
    }
}

Erasure 是一个泛型类，我们查看它在运行时的状态信息可以通过反射。

Erasure<String> erasure = new Erasure<String>("hello");
Class eclz = erasure.getClass();
System.out.println("erasure class is:"+eclz.getName());

打印的结果是

erasure class is:com.frank.test.Erasure

Class 的类型仍然是 Erasure ，并不是 Erasure<T>这种形式，那我们再看看泛型类中 T 的类型在 jvm 中是什么具体类型。

Field[] fs = eclz.getDeclaredFields();
for ( Field f:fs) {
    System.out.println("Field name "+f.getName()+" type:"+f.getType().getName());
}

打印结果是

Field name object type:java.lang.Object

那我们可不可以说，泛型类被类型擦除后，相应的类型就被替换成 Object 类型呢？
这种说法，不完全正确。
我们更改一下代码。

public class Erasure <T extends String>{
//    public class Erasure <T>{
    T object;
    public Erasure(T object) {
        this.object = object;
    }
}

现在再看测试结果：

Field name object type:java.lang.String

我们现在可以下结论了，在泛型类被类型擦除的时候，之前泛型类中的类型参数部分如果没有指定上限，如 <T>则会被转译成普通的 Object 类型，如果指定了上限如 <T extends String>则类型参数就被替换成类型上限。
所以，在反射中。

public class Erasure <T>{
    T object;
    public Erasure(T object) {
        this.object = object;
    }
    public void add(T object){
    }    
}

add() 这个方法对应的 Method 的签名应该是 Object.class。

Erasure<String> erasure = new Erasure<String>("hello");
Class eclz = erasure.getClass();
System.out.println("erasure class is:"+eclz.getName());
Method[] methods = eclz.getDeclaredMethods();
for ( Method m:methods ){
    System.out.println(" method:"+m.toString());
}

打印结果是

 method:public void com.frank.test.Erasure.add(java.lang.Object)

也就是说，如果你要在反射中找到 add 对应的 Method，你应该调用 getDeclaredMethod(“add”,Object.class)否则程序会报错，提示没有这么一个方法，原因就是类型擦除的时候，T 被替换成 Object 类型了。

类型擦除带来的局限性
类型擦除，是泛型能够与之前的 java 版本代码兼容共存的原因。但也因为类型擦除，它会抹掉很多继承相关的特性，这是它带来的局限性。

理解类型擦除有利于我们绕过开发当中可能遇到的雷区，同样理解类型擦除也能让我们绕过泛型本身的一些限制。比如

正常情况下，因为泛型的限制，编译器不让最后一行代码编译通过，因为类似不匹配，但是，基于对类型擦除的了解，利用反射，我们可以绕过这个限制。

public interface List<E> extends Collection<E>{
     boolean add(E e);
}

上面是 List 和其中的 add() 方法的源码定义。
因为 E 代表任意的类型，所以类型擦除时，add 方法其实等同于

boolean add(Object obj);

那么，利用反射，我们绕过编译器去调用 add 方法。

public class ToolTest {
    public static void main(String[] args) {
        List<Integer> ls = new ArrayList<>();
        ls.add(23);
//        ls.add("text");
        try {
            Method method = ls.getClass().getDeclaredMethod("add",Object.class);
            method.invoke(ls,"test");
            method.invoke(ls,42.9f);
        } catch (NoSuchMethodException e) {
            // TODO Auto-generated catch block
            e.printStackTrace();
        } catch (SecurityException e) {
            // TODO Auto-generated catch block
            e.printStackTrace();
        } catch (IllegalAccessException e) {
            // TODO Auto-generated catch block
            e.printStackTrace();
        } catch (IllegalArgumentException e) {
            // TODO Auto-generated catch block
            e.printStackTrace();
        } catch (InvocationTargetException e) {
            // TODO Auto-generated catch block
            e.printStackTrace();
        }
        for ( Object o: ls){
            System.out.println(o);
        }
    }
}

打印结果是：

23
test
42.9

可以看到，利用类型擦除的原理，用反射的手段就绕过了正常开发中编译器不允许的操作限制。