Java获取泛型类型信息

墨蓝 2024-03-22 20:06 51阅读 0赞

根据使用泛型位置的不同可以分为：声明侧泛型、使用侧泛型。

声明侧的泛型信息被记录在Class文件的Constant pool中以Signature的形式保存。而使用侧的泛型信息并没有保存。

**声明侧泛型**  
声明侧泛型包括：

泛型类，或泛型接口的声明  
带有泛型参数的成员变量  
带有泛型参数的方法  
**使用侧泛型**  
使用侧泛型包括：

方法的局部变量，  
方法调用时传入的变量  
获取泛型类型相关方法  
上文有提到，声明侧的泛型被记录在Class文件的Constant pool中以Signature的形式保存。

JDK的Class、Field、Method类提供了一系列的获取泛型类型的相关方法。

**1. Class类的泛型方法**  
Type getGenericSuperclass()：获取父类的Type

若父类有泛型，返回的实际Type是ParameterizedType接口的实现类ParameterizedTypeImpl类  
若父类无泛型，返回的实际Type是Class类  
Type\[\] getGenericInterfaces()：获取父接口的Type集合

若父类有泛型，返回的实际Type是ParameterizedType接口的实现类ParameterizedTypeImpl类  
若父类无泛型，返回的实际Type是Class类  
**2. Field类的泛型方法**  
Type getGenericType()：获取字段的Type

若字段有泛型，返回的实际Type是ParameterizedType接口的实现类ParameterizedTypeImpl类  
若字段无泛型，返回的实际Type是Class类  
**3. Method类的泛型方法**  
Type getGenericReturnType()：获取方法返回值的Type

若返回值有泛型，返回的实际Type是ParameterizedType接口的实现类ParameterizedTypeImpl类  
若返回值无泛型，返回的实际Type是Class类  
Type\[\] getGenericParameterTypes()：获取方法参数的Type集合

若方法参数有泛型，返回的实际Type是ParameterizedType接口的实现类ParameterizedTypeImpl类  
若方法参数无泛型，返回的实际Type是Class类  
Type\[\] getGenericExceptionTypes()：获取方法声明的异常的Type集合

若方法参数有泛型，返回的实际Type是ParameterizedType接口的实现类ParameterizedTypeImpl类  
若方法参数无泛型，返回的实际Type是Class类  
**4. ParameterizedType类**  
ParameterizedType是Type的子接口，表示参数化类型，用于获取泛型的参数类型。

ParameterizedType的主要方法：

Type\[\] getActualTypeArguments()：获取实际类型参数的Type集合

Type getRawType()：获取声明此类型的类或接口的Type

Type getOwnerType()：如果声明此类型的类或接口为内部类，这返回的是该内部类的外部类的Type（也就是该内部类的拥有者）

**获取声明侧的泛型类型信息**  
泛型类，或泛型接口的声明  
带有泛型参数的成员变量  
带有泛型参数的方法  
示例：

public class MyTest extends TestClass<String> implements TestInterface1<Integer>,TestInterface2<Long> {
    
        private List<Integer> list;
    
        private Map<Integer, String> map;
    
        public List<String> aa() {
            return null;
        }
    
        public void bb(List<Long> list) {
    
        }
    
        public static void main(String[] args) throws Exception {
            System.out.println("======================================= 泛型类声明的泛型类型 =======================================");
            ParameterizedType parameterizedType = (ParameterizedType)MyTest.class.getGenericSuperclass();
            System.out.println(parameterizedType.getTypeName() + "--------->" + parameterizedType.getActualTypeArguments()[0].getTypeName());
    
            Type[] types = MyTest.class.getGenericInterfaces();
            for (Type type : types) {
                ParameterizedType typ = (ParameterizedType)type;
                System.out.println(typ.getTypeName() + "--------->" + typ.getActualTypeArguments()[0].getTypeName());
            }
    
            System.out.println("======================================= 成员变量中的泛型类型 =======================================");
            ParameterizedType parameterizedType1 = (ParameterizedType)MyTest.class.getDeclaredField("list").getGenericType();
            System.out.println(parameterizedType1.getTypeName() + "--------->" + parameterizedType1.getActualTypeArguments()[0].getTypeName());
    
            ParameterizedType parameterizedType2 = (ParameterizedType)MyTest.class.getDeclaredField("map").getGenericType();
            System.out.println(parameterizedType2.getTypeName() + "--------->" + parameterizedType2.getActualTypeArguments()[0].getTypeName()+","+parameterizedType2.getActualTypeArguments()[1].getTypeName());
    
            System.out.println("======================================= 方法参数中的泛型类型 =======================================");
            ParameterizedType parameterizedType3 = (ParameterizedType)MyTest.class.getMethod("aa").getGenericReturnType();
            System.out.println(parameterizedType3.getTypeName() + "--------->" + parameterizedType3.getActualTypeArguments()[0].getTypeName());
    
            System.out.println("======================================= 方法返回值中的泛型类型 =======================================");
            Type[] types1 = MyTest.class.getMethod("bb", List.class).getGenericParameterTypes();
            for (Type type : types1) {
                ParameterizedType typ = (ParameterizedType)type;
                System.out.println(typ.getTypeName() + "--------->" + typ.getActualTypeArguments()[0].getTypeName());
            }
        }
    }
    
    class TestClass<T> {
    
    }
    
    interface TestInterface1<T> {
    
    }
    
    interface TestInterface2<T> {
    
    }

输出

======================================= 泛型类声明的泛型类型 =======================================
    com.joker.test.generic.TestClass<java.lang.String>--------->java.lang.String
    com.joker.test.generic.TestInterface1<java.lang.Integer>--------->java.lang.Integer
    com.joker.test.generic.TestInterface2<java.lang.Long>--------->java.lang.Long
    ======================================= 成员变量中的泛型类型 =======================================
    java.util.List<java.lang.Integer>--------->java.lang.Integer
    java.util.Map<java.lang.Integer, java.lang.String>--------->java.lang.Integer,java.lang.String
    ======================================= 方法参数中的泛型类型 =======================================
    java.util.List<java.lang.String>--------->java.lang.String
    ======================================= 方法返回值中的泛型类型 =======================================
    java.util.List<java.lang.Long>--------->java.lang.Long

**获取使用侧的泛型类型信息**  
上面讲的相关类的获取泛型类型相关方法都只是针对声明侧的泛型。因为声明侧的泛型被记录在Class文件的Constant pool中以Signature的形式保存。所以Java提供了相关方法能获取到这些信息。

那使用侧的泛型信息怎么获取呢？由于使用侧的泛型信息在编译期的时候就被类型擦除了，所以运行时是没办法获取到这些泛型信息的。

难道就真的没办法了吗，其实还是有的。使用侧需要获取泛型信息的地方主要是：方法调用时传入的泛型变量，通常需要在方法中获取变量的泛型类型。比如在JSON解析（反序列化）的场景，他们是怎么实现的了。

针对获取使用侧的泛型类型信息，主要实现方案是通过匿名内部类。

Gson中的泛型抽象类TypeToken<T>，FastJson中的泛型类TypeReference<T>等就是用的该方案。

匿名内部类实现获取使用侧的泛型类型  
上文有讲到，在声明侧的泛型中，针对泛型类或泛型接口的声明的泛型，Class类提供了getGenericSuperclass()、getGenericInterfaces()来获取其子类（实现类）上声明的具体泛型类型信息。

而匿名内部类是什么？其本质就是一个继承/实现了某个类(接口,普通类,抽象类)的子类匿名对象。

匿名内部类实现获取使用侧的泛型类型的原理：

定义泛型类，泛型类中有一个Type类型的字段，用于保存泛型类型的Type  
通过匿名内部类的方式创建该泛型类的子类实例（指定了具体的泛型类型）  
在创建子类实例的构造方法中，已经通过子类的Class的getGenericSuperclass()获取到了泛型类型信息并复制给了Type类型的字段中。  
随后任何地方，只要得到了该子类实例，就可以通过实例得到泛型类型的Type，这就得到了使用侧的泛型类信息。  
**简单示例：**

定义泛型类TestClass2<T>，类中包含字段Type

public abstract class TestClass2<T> {
    
        private final Type type;
    
        public TestClass2() {
            Type superClass = getClass().getGenericSuperclass();
            if (!(superClass instanceof ParameterizedType)) {
                throw new IllegalArgumentException("无泛型类型信息");
            }
            type = ((ParameterizedType) superClass).getActualTypeArguments()[0];
        }
    
        public Type getType() {
            return type;
        }
    }

测试获取泛型类型

public class Test {
    
        public static  <T> T get(TestClass2<T> tTestClass2) throws IllegalAccessException, InstantiationException {
            Type type = tTestClass2.getType();
            Class clazz = (Class) type;
            return (T)clazz.newInstance();
        }
    
        public static void main(String[] args) throws InstantiationException, IllegalAccessException {
            String str = get(new TestClass2<String>() {});
            Date date = get(new TestClass2<Date>() {});
        }
    }