面試官：說說什么是泛型的類型擦除？
先看一道常見的面試題，下面的代碼的執(zhí)行結(jié)果是什么?
- public static void main(String[] args) {
- List<String> list1=new ArrayList<String>();
- List<Integer> list2=new ArrayList<Integer>();
- System.out.println(list1.getClass()==list2.getClass());
- }
首先，我們知道getClas方法獲取的是對(duì)象運(yùn)行時(shí)的類(Class)，那么這個(gè)問題也就可以轉(zhuǎn)化為ArrayList<String>t
我們直接揭曉答案，運(yùn)行上面的代碼，程序會(huì)打印true，說明雖然在代碼中聲明了具體的泛型，但是兩個(gè)List對(duì)象對(duì)應(yīng)的Class是一樣的，對(duì)它們的類型進(jìn)行打印，結(jié)果都是：
- class java.util.ArrayList
也就是說，雖然ArrayList<String>
那么為什么要進(jìn)行泛型的類型擦除呢?查閱的一些資料中，解釋說類型擦除的主要目的是避免過多的創(chuàng)建類而造成的運(yùn)行時(shí)的過度消耗。試想一下，如果用List<A>表示一個(gè)類型，再用List<B>表示另一個(gè)類型，以此類推，無(wú)疑會(huì)引起類型的數(shù)量爆炸。
在對(duì)類型擦除有了一個(gè)大致的了解后，我們?cè)倏纯聪旅娴膸讉€(gè)問題。
類型擦除做了什么?
上面我們說了，編譯完成后會(huì)對(duì)泛型進(jìn)行類型擦除，如果想要眼見為實(shí)，實(shí)際看一下的話應(yīng)該怎么辦呢?那么就需要對(duì)編譯后的字節(jié)碼文件進(jìn)行反編譯了，這里使用一個(gè)輕量級(jí)的小工具Jad來(lái)進(jìn)行反編譯(可以從這個(gè)地址進(jìn)行下載：https://varaneckas.com/jad/)
Jad的使用也很簡(jiǎn)單，下載解壓后，把需要反編譯的字節(jié)碼文件放在目錄下，然后在命令行里執(zhí)行下面的命令就可以在同目錄下生成反編譯后的.java文件了：
- jad -sjava Test.class
好了，工具準(zhǔn)備好了，下面我們就看一下不同情況下的類型擦除。
1、無(wú)限制類型擦除
當(dāng)類定義中的類型參數(shù)沒有任何限制時(shí)，在類型擦除后，會(huì)被直接替換為Object。在下面的例子中，<T>
2、有限制類型擦除
當(dāng)類定義中的類型參數(shù)存在限制時(shí)，在類型擦除中替換為類型參數(shù)的上界或者下界。下面的代碼中，經(jīng)過擦除后T被替換成了Integer：
3、擦除方法中的類型參數(shù)
比較下面兩邊的代碼，可以看到在擦除方法中的類型參數(shù)時(shí)，和擦除類定義中的類型參數(shù)一致，無(wú)限制時(shí)直接擦除為Object，有限制時(shí)則會(huì)被擦除為上界或下界：
反射能獲取泛型的類型嗎?
估計(jì)對(duì)Java反射比較熟悉小伙伴要有疑問了，反射中的getTypeParameters方法可以獲得類、數(shù)組、接口等實(shí)體的類型參數(shù)，如果類型被擦除了，那么能獲取到什么呢?我們來(lái)嘗試一下使用反射來(lái)獲取類型參數(shù)：
- System.out.println(Arrays.asList(list1.getClass().getTypeParameters()));
執(zhí)行結(jié)果如下：
- [E]
同樣，如果打印Map對(duì)象的參數(shù)類型：
- Map<String,Integer> map=new HashMap<>();
- System.out.println(Arrays.asList(map.getClass().getTypeParameters()));
最終也只能夠獲取到：
- [K, V]
可以看到通過getTypeParameters方法只能獲取到泛型的參數(shù)占位符，而不能獲得代碼中真正的泛型類型。
能在指定類型的List中放入其他類型的對(duì)象嗎?
使用泛型的好處之一，就是在編譯的時(shí)候能夠檢查類型安全，但是通過上面的例子，我們知道運(yùn)行時(shí)是沒有泛型約束的，那么是不是就意味著，在運(yùn)行時(shí)可以把一個(gè)類型的對(duì)象能放進(jìn)另一類型的List呢?我們先看看正常情況下，直接調(diào)用add方法會(huì)有什么報(bào)錯(cuò)：
當(dāng)我們嘗試將User類型的對(duì)象放入String類型的數(shù)組時(shí)，泛型的約束會(huì)在編譯期間就進(jìn)行報(bào)錯(cuò)，提示提供的User類型對(duì)象不適用于String類型數(shù)組。那么既然編譯時(shí)不行，那么我們就在運(yùn)行時(shí)寫入，借助真正運(yùn)行的class是沒有泛型約束這一特性，使用反射在運(yùn)行時(shí)寫入：
- public class ReflectTest {
- static List<String> list = new ArrayList<>();
- public static void main(String[] args) {
- list.add("1");
- ReflectTest reflectTest =new ReflectTest();
- try {
- Field field = ReflectTest.class.getDeclaredField("list");
- field.setAccessible(true);
- List list=(List) field.get(reflectTest);
- list.add(new User());
- } catch (Exception e) {
- e.printStackTrace();
- }
- }
- }
執(zhí)行上面的代碼，不僅在編譯期間可以通過語(yǔ)法檢查，并且也可以正常地運(yùn)行，我們使用debug來(lái)看一下數(shù)組中的內(nèi)容：
可以看到雖然數(shù)組中聲明的泛型類型是String，但是仍然成功的放入了User類型的對(duì)象。那么，如果我們?cè)诖a中嘗試取出這個(gè)User對(duì)象，程序還能正常執(zhí)行嗎，我們?cè)谏厦娲a的最后再加上一句：
- System.out.println(list.get(1));
再次執(zhí)行代碼，程序運(yùn)行到最后的打印語(yǔ)句時(shí)，報(bào)錯(cuò)如下：
異常提示User類型的對(duì)象無(wú)法被轉(zhuǎn)換成String類型，這是否也就意味著，在取出對(duì)象時(shí)存在強(qiáng)制類型轉(zhuǎn)換呢?我們來(lái)看一下ArrayList中g(shù)et方法的源碼：
- public E get(int index) {
- rangeCheck(index);
- return elementData(index);
- }
- E elementData(int index) {
- return (E) elementData[index];
- }
可以看到，在取出元素時(shí)，會(huì)將這個(gè)元素強(qiáng)制類型轉(zhuǎn)換成泛型中的類型，也就是說在上面的代碼中，最后會(huì)嘗試強(qiáng)制把User對(duì)象轉(zhuǎn)換成String類型，在這一階段程序會(huì)報(bào)錯(cuò)。通過這一過程，也再次證明了泛型可以對(duì)類型安全進(jìn)行檢測(cè)。
類型擦除會(huì)引起什么問題?
下面我們看一個(gè)稍微有點(diǎn)復(fù)雜的例子，首先聲明一個(gè)接口，然后創(chuàng)建一個(gè)實(shí)現(xiàn)該接口的類：
- public interface Fruit<T> {
- T get(T param);
- }
- public class Apple implements Fruit<Integer> {
- @Override
- public Integer get(Integer param) {
- return param;
- }
- }
按照之前我們的理解，在進(jìn)行類型擦除后，應(yīng)該是這樣的：
- public interface Fruit {
- Object get(Object param);
- }
- public class Apple implements Fruit {
- @Override
- public Integer get(Integer param) {
- return param;
- }
- }
但是，如果真是這樣的話那么代碼是無(wú)法運(yùn)行的，因?yàn)殡m然Apple類中也有一個(gè)get方法，但是與接口中的方法參數(shù)不一致，也就是說沒有覆蓋接口中的方法。針對(duì)這種情況，編譯器會(huì)通過添加一個(gè)橋接方法來(lái)滿足語(yǔ)法上的要求，同時(shí)保證了基于泛型的多態(tài)能夠有效。我們反編譯上面代碼生成的字節(jié)碼文件：
可以看到，編譯后的代碼中生成了兩個(gè)get方法。參數(shù)為Object的get方法負(fù)責(zé)實(shí)現(xiàn)Fruit接口中的同名方法，然后在實(shí)現(xiàn)類中又額外添加了一個(gè)參數(shù)為Integer的get方法，這個(gè)方法也就是理論上應(yīng)該生成的帶參數(shù)類型的方法。最終用接口方法調(diào)用額外添加的方法，通過這種方式構(gòu)建了接口和實(shí)現(xiàn)類的關(guān)系，類似于起到了橋接的作用，因此也被稱為橋接方法，最終，通過這種機(jī)制保證了泛型情況下的Java多態(tài)性。
總結(jié)
本文由面試中常見的一道面試題入手，介紹了java中泛型的類型擦除相關(guān)知識(shí)，通過這一過程，也便于大家理解為什么平常總是說java中的泛型是一個(gè)偽泛型，同時(shí)也有助于大家認(rèn)識(shí)到j(luò)ava中泛型的一些缺陷。了解類型擦除的原因以及原理，相信能夠方便大家在日常的工作中更好的使用泛型。
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