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Java泛型类型擦除_java

作者：langsingwe   更新时间： 2022-05-18 java综合

1. 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和List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 stringList = new ArrayList<>();
        stringList.add("string");
        List 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 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 {  
    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或Pair，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 {}

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.add(1, 2); //指定了Integer，所以只能为Integer类型或者其子类  
        int b = Test.add(1, 2.2); //编译错误，指定了Integer，不能为Float  
        Number c = Test.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 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 {
    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 {
    @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 {
  com.java.generic.DateSon();
    Code:
       0: aload_0
       1: invokespecial #1                  // Method com/java/generic/Pair."":()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 stringList = new ArrayList<>();
System.out.println(stringList instanceof ArrayList);

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 {    
    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 {    

    public static  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

原文链接：https://blog.csdn.net/w139074301/article/details/107484673

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