深入Java泛型

秒速五厘米 2022-06-02 00:14 234阅读 0赞

## 泛型原理 ##

首先在解释Java的泛型之前，我们要明确Java的泛型其实是所谓的“假泛型”。

为什么这么说呢？Java的泛型实现是通过**类型擦除**实现的，所谓的类型擦除其实就是在编译时把泛型的类型参数的实际类型消除，这样就无法在运行时得知泛型的类型参数的类型。

## 类型擦除 ##

关于类型擦除我会用一个实例讲解：

### 实例代码 ###

package com.demo.genericity;
    
    import java.util.ArrayList;
    import java.util.List;
    /**
     * 泛型实体，用于展示类型擦除
     * @author RJH
     * @param <T>
     */
    public class GenericEntity<T> {
        /**
         * 内部用一个ArrayList存储实体
         */
        private List<T> entity=new ArrayList<>();
        /**
         * 获取第一个实体并移除
         * @return
         */
        public T getFirst(){
            return entity.remove(0);
        }
        /**
         * 添加一个实体
         * @param t
         */
        public void add(T t){
            entity.add(t);
        }
    }

### 实例分析 ###

下面可以用jdk自带的反编译器javap查看汇编源码，指令如下（请自行跳转到对应的目录）：

javap -private -c -s GenericEntity.class

反汇编源码如下：

Compiled from "GenericEntity.java"
    public class com.demo.genericity.GenericEntity<T> {
        private java.util.List<T> entities;
            Signature: Ljava/util/List;
    
        public com.demo.genericity.GenericEntity();
            Signature: ()V
            Code:
                0: aload_0
                1: invokespecial #12                 // Method java/lang/Object."<init>":()V
                4: aload_0
                5: new           #14                 // class java/util/ArrayList
                8: dup
                9: invokespecial #16                 // Method java/util/ArrayList."<init>":()V
                12: putfield      #17                 // Field entity:Ljava/util/List;
                15: return
    
        public T getFirst();
            Signature: ()Ljava/lang/Object;
            Code:
                0: aload_0
                1: getfield      #17                 // Field entity:Ljava/util/List;
                4: iconst_0
                5: invokeinterface #28,  2           // InterfaceMethod java/util/List.remove:(I)Ljava/lang/Object;
                10: areturn
    
        public void add(T);
            Signature: (Ljava/lang/Object;)V
            Code:
                0: aload_0
                1: getfield      #17                 // Field entity:Ljava/util/List;
                4: aload_1
                5: invokeinterface #37,  2           // InterfaceMethod java/util/List.add:(Ljava/lang/Object;)Z
                10: pop
                11: return
    }

1.  从成员变量entities的Signature(方法签名)可以看到List的泛型已经被擦除了，变为List。
2.  从getFirst()的Signature可以看到，实际上返回的是一个Object对象。在Code的“ 5: invokeinterface \#28, 2 // InterfaceMethod java/util/List.remove:(I)Ljava/lang/Object;“\`可以看出在调用调用List的remove()方法的时候实际传入的其实是一个Object对象
3.  从add()的Signature中也可以看出对于泛型对象的处理都是看作一个Object对象，其实除了这三个地方还有好几个地方是体现出类型擦除的。这里就不啰嗦了。

## 泛型对象对应实际类型判断 ##

既然泛型是通过类型擦除实现了泛型，那么运行时是怎么判断这个泛型对象对应的实际类型呢？其实在我们编写代码的时候已经明确了这个泛型对象实际对应的类型了。下面是实例代码：

### 实例代码 ###

package com.demo.genericity;
    /**
     * 泛型擦除之后判断实际类型的例子
     * @author RJH
     */
    public class GenericDemo {
        public static void main(String[] args) {
            //初始化泛型对象
            GenericEntity<String> entity=new GenericEntity<>();
            entity.add("aa");
            entity.getFirst();
        }
    }

### 实例分析 ###

下面可以用jdk自带的反编译器javap查看汇编源码，指令如下（请自行跳转到对应的目录）：

javap -v GenericDemo.class

反汇编源码如下（由于输出的信息较多，只截取了相关的核心信息）：

...
       LocalVariableTypeTable:
        Start  Length  Slot  Name   Signature
            8      12     1 entity   Lcom/demo/genericity/GenericEntity<Ljava/lang/String;>;
    }

其实就是输出结果中的LocalVariableTypeTable，从中可以看出泛型对象对应的实际类型。