Java编程：浅析泛型类型中的桥接方法

ゞ浴缸里的玫瑰 2023-07-23 15:55 37阅读 0赞

## 一、什么是桥接方法 ##

在介绍桥接方法之前，我先介绍下泛型。在 JDK1.5 中引入了泛型，泛型类型是基于原始类型、类型擦除原理进行实现的。

原始类型  
Java总是会自动的为泛型类型提供一个相应的原始类型。所谓原始类型就是是指泛型的第一个限定类型（从左向右），无限定类型泛型的原始类型默认为Object。

类型擦除  
Java中泛型的实现原理是类型擦除（type erasure）。类型擦除是在编译器进行代码编译这个阶段进行的，在编译的时候泛型的类型参数会被原始类型（raw type）所替代。

进入正题，给出桥接方法的定义。桥接方法是在父类、子类的继承场景中出现的。父类是泛型类，且在该类中存在泛型方法。子类继承父类，并实现泛型方法。如果在子类实现中不包含父类经过类型擦除后生成的原始类型方法，则编译器会自动将该原始类型方法添加到子类中。这个被添加的原始类型方法我们称之为桥接方法。

## 二、桥接示例 ##

1、定义泛型基类 `Base`：

public interface Base<T> { 
        /** * * @param t */
        void process(T t);
    }

通过 `javap -p Base.class` 命令查看编译后的类信息，可以发现父类没有增加方法。

javap -p Base.class 
    Compiled from "Base.java"
    public interface org.learn.method.Base<T> { 
    	public abstract void process(T);
    }

2、定义具体实现类 `ConcreteString`：

public class ConcreteString implements Base<String> { 
        @Override
        public void process(String val) { 
            System.out.println("i am a string.");
        }
    }

通过 `javap -p ConcreteString.class` 命令查看编译后的类信息，我们可以发现，在 `ConcreteString` 类中多了一个方法 `public void process(java.lang.Object);` ，它就是我们本文要讨论的桥接方法。

zhibo@zhibo-mac method % javap -p ConcreteString.class 
    Compiled from "ConcreteString.java"
    public class org.learn.method.ConcreteString implements org.learn.method.Base<java.lang.String> { 
    	public org.learn.method.ConcreteString();
    	public void process(java.lang.String);
    	public void process(java.lang.Object);
    }

3、定义扩展类 `ConcreteStringExt`：

public class ConcreteStringExt extends ConcreteString{ 
        public void init(){ 
            System.out.println("i am ConcreteStringExt");
        }
    }

通过 `javap -p ConcreteStringExt.class`命令查看编译后的类信息，我们可以发现，在 `ConcreteStringExt` 类中并没有生成桥接方法。

javap -p ConcreteStringExt.class
    Compiled from "ConcreteStringExt.java"
    public class org.learn.method.ConcreteStringExt extends org.learn.method.ConcreteString { 
      public org.learn.method.ConcreteStringExt();
      public void init();
    }

4、在 `ConcreteStringExt` 在中重写 `public void process(String val)` 方法：

public class ConcreteStringExt extends ConcreteString{ 
        @Override
        public void process(String val) { 
            System.out.println("i am a string.");
        }
        public void init(){ 
            System.out.println("i am ConcreteStringExt");
        }
    }

通过 `javap -p ConcreteStringExt.class`命令查看编译后的类信息，我们可以发现，此时在 `ConcreteStringExt` 类中生成了桥接方法。

javap -p ConcreteStringExt.class
    Compiled from "ConcreteStringExt.java"
    public class org.learn.method.ConcreteStringExt extends org.learn.method.ConcreteString { 
    	public org.learn.method.ConcreteStringExt();
    	public void process(java.lang.String);
    	public void init();
    	public void process(java.lang.Object);
    }

因此可以推测，桥接方法是伴随泛型方法而生的，在继承关系中，如果某个子类覆盖了泛型方法，则编译器会在该子类自动生成桥接方法。

## 三、为什么要生成桥接方法 ##

解释一：  
`Base` 类经过类型擦除转换为原始类型后，会生成 `public void process(java.lang.Object);` 方法，如果子类不实现该方法，则不满足 Java 接口语义。**我认为这种解释有些牵强**，因为在 java 语言规范中，是不允许在一个类中定义 `public void process(String val)` 和 `public void process(java.lang.Object);` 这样的两个方法的。

解释二：  
所有的 `Base` 类都定义了相同的 `process`方法，`Base` 类经过类型擦除转换为原始类型后，会生成 `public void process(java.lang.Object);` 方法，在子类定义了泛型的具体类型，导致子类中的 process 方法变化为 `public void process(String val)`，此时父类的 `public void process(java.lang.Object);` 是没有被实现的，为了解决这个问题，Java 编译器通过桥接的方式实现了 `public void process(java.lang.Object);` 方法。 这样就保证了 `Base` 类的子类具有相同的一致的方法 `public void process(java.lang.Object);` 。在访问泛型对象时，通过父类方法 process 进行统一调用，而不需要关注子类的具体实现。

## 四、方法桥接了什么 ##

通过下图可以清晰的看到， `public void process(java.lang.Object);` 经过类型转换后最终调用了 `public void process(String val)`。  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L2NsYXJhbQ_size_16_color_FFFFFF_t_70_pic_center]  
看到这里，就可以理解第二章中观察到的现象了。桥接方法是伴随泛型方法的实现而生，因此要把泛型方法的实现桥接到原型方法中。

> “因此可以推测，桥接方法是伴随泛型方法而生的，在继承关系中，如果某个子类覆盖了泛型方法，则编译器会在该子类自动生成桥接方法。”

由此也可以推测出，桥接方法的生成与父类是接口、具体类、抽象类没有关系，只有父类的泛型方法的实现类有关系，在哪个类中实现泛型方法，就会生成对应的桥接方法。

## 五、如何判断桥接方法 ##

通过 `method.isBridge()` 可以判定是否为桥接方法。

public class MainInteger { 
        public static void main(String[] args) { 
            try { 
                ConcreteInteger concreteInteger = new ConcreteInteger();
                Method method = ConcreteInteger.class.getMethod("process", Integer.class);
                method.invoke(concreteInteger, 1);
                System.out.println(method.isBridge());
    
                method = ConcreteInteger.class.getMethod("process", Object.class);
                method.invoke(concreteInteger, 1);
                System.out.println(method.isBridge());
            } catch (Exception e) { 
                e.printStackTrace();
            }
        }
    }

## 六、使用场景 ##

在 Mybatis中， `MapperAnnotationBuilder` 类的 `parse` 方进行了桥接方法的判定。在进行方法的反射访问时，我们也需要考虑桥接方法是否处理，比如在日志拦截器中，如果不排除桥接方法，在调用桥接方法时就会打印两份日志。  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L2NsYXJhbQ_size_16_color_FFFFFF_t_70_pic_center 1]  
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[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L2NsYXJhbQ_size_16_color_FFFFFF_t_70_pic_center]: /images/20230528/92a4ab69baba492e99d977ef2d0c1929.png
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L2NsYXJhbQ_size_16_color_FFFFFF_t_70_pic_center 1]: /images/20230528/4191bd1971774d73a3763cb6d9d2e572.png