本文源自參考《Think in Java》完沪，多篇博文以及閱讀源碼的總結(jié)
前言
Java中的泛型每各人都在使用饮怯，但是它底層的實現(xiàn)方法是什么呢勇蝙，為何要這樣實現(xiàn)延赌，這樣實現(xiàn)的優(yōu)缺點有哪些耽梅，怎么解決泛型帶來的問題薛窥。帶著好奇，我查閱資料進行了初步的學(xué)習(xí)褐墅，在此與諸位探討拆檬。
一 類型參數(shù)
學(xué)過JAVA的人都知道泛型洪己，明白大概怎么使用。在類上為：class 類名<T> {}竟贯，在方法上為：public <T> void 方法名 (T x){}答捕。泛型的實現(xiàn)使得類型變成了參數(shù)可以傳入，使得類功能多樣化屑那。
具體可分為5種情況:
- T是成員變量的類型
- T是泛型變量（無論成員變量還是局部變量）的類型參數(shù)拱镐，常見如
Class<T>，List<T>持际。 - T是方法拋出的Exception（要求
<T extends Exception>） - T是方法的返回值
- T是方法的參數(shù)
1.1 泛型的實現(xiàn)
JAVA的泛型是基于編譯器實現(xiàn)的沃琅，使用了擦除的方法實現(xiàn)，這是因為java1.5之后才出現(xiàn)了泛型蜘欲，為了保持向后兼容而做出的妥協(xié)益眉。
所謂擦除就是JAVA文件在編譯成字節(jié)碼時類型參數(shù)會被擦除掉，單獨記錄在其他地方姥份。并且用類型參數(shù)的父類代替原有的位置郭脂。
假設(shè)參數(shù)類型的占位符為T，擦除規(guī)則如下：
-
<T>擦除后變?yōu)?code>Obecjt -
<? extends A>擦除后變?yōu)?code>A -
<? super A>擦除后變?yōu)?code>Object
這種規(guī)則叫做保留上界
編譯器擦除類型參數(shù)后澈歉，通過JAVA的強制轉(zhuǎn)換保證了類型參數(shù)在使用時的正確展鸡。如：在類型參數(shù)T中傳入了類A,那么編譯器會在所有類A將返回(拋出)類型參數(shù)T的代碼處加上(A)進行強轉(zhuǎn).
舉個栗子：
ArrayList<String> list = new ArrayList<String>();
list.add("123");
String b = list.get(0);
在編譯后會變成
ArrayList list = new ArrayList();//沒有參數(shù)即默認為Object
list.add("123");
String b = (String) list.get(0);
并且會在帶有類型參數(shù)類的子類中形成橋方法保證了多態(tài)性。
具體參考官方解釋如下
- Replace all type parameters in generic types with their bounds or Object if the type parameters are unbounded. The produced bytecode, therefore, contains only ordinary classes, interfaces, and methods.
- Insert type casts if necessary to preserve type safety.
- Generate bridge methods to preserve polymorphism in extended generic types.
二 通配符?
在帶有類型參數(shù)的類內(nèi)部埃难，代碼仍然按照參數(shù)類型擦除后的父類來處理莹弊。但是擦除存在一個問題，在這種機制下泛型是不變的涡尘，而沒有逆變和協(xié)變忍弛。
2.1 逆變與協(xié)變
協(xié)變和逆變網(wǎng)上有很多解釋，顯得模糊不清悟衩，我參考幾個編程語言的官方解釋后給出一個比較寬泛的定義剧罩。協(xié)變指能夠使用比原始聲明類型的派生程度更大（更具體的）的類型，逆變指能夠使用比原始聲明類型的派生程度更凶尽（不太具體的）的類型。
如:
Object obj = new String("123");
這就是協(xié)變幕与，將String這個更具體的（子類）類型賦給了原本較寬泛定義（父類）的類型Object挑势。
JAVA不允許將父類賦給子類，自然Java不支持逆變啦鸣。
網(wǎng)上很多博文說JAVA泛型也有逆變潮饱，我是不贊同的，那只是一種模擬的逆變诫给，即有部分逆變的特性而且看起來像逆變香拉，具體分析后文會給出
2.2 Java中的逆變與協(xié)變
在JAVA中啦扬，
List<Integer> b = new ArrayList<Integer>()
List<NumFber> a = b;
是無法通過編譯器檢查的。不允許這樣做有一個很充分的理由：這樣做將破壞要泛型的類型安全凫碌。如果能夠?qū)?code>List<Integer> 賦給List<Number>扑毡。那么下面的代碼就允許將非Integer的內(nèi)容放入 List<Integer>：
List<Integer> b = new ArrayList<Integer>();
List<Number> a = b; // illegal
a.add(new Float(3.1415));
因為a是List<Number>，所以向其添加Float似乎是完全可行的盛险。但是如果a實際是List<Integer>瞄摊，那么這就破壞了蘊含在b中定義的類型聲明 —— 它是一個整數(shù)列表，這就是泛型類型不能協(xié)變的原因苦掘。但也因此使得泛型失去了多態(tài)的拓展性换帜。
2.3 通配符解決協(xié)變
Java官方通過加入了通配符?來解決泛型協(xié)變的問題。這樣就能通過編譯了：
List<Integer> b = new ArrayList<Integer>();
List<? extends Number> a = b;
可以解讀為a是一種帶有Number的List集合類鹤啡，在從a中取出數(shù)據(jù)的時候統(tǒng)一當(dāng)做Number處理就行了惯驼。同時這也是符合里氏替換原則的
但是編譯器會禁止你將將類Integer放入a,即a.add(new Integer(1))//illegal
這也很合理，因為你聲明的a本來就沒有限定a包含的具體是哪個Number子類递瑰，因此不準任何變量的添加保證了泛型的安全性祟牲。
解決往a添加對象的方法也很簡單
List<Object> b = new ArrayList<Object>();
List<? super Number> a = b;
a是某種Number父類的List集合類，將ArrayList<Object>賦給a也是合情合理的泣矛，Object確實是Number的父類疲眷。這也符合里氏替換原則的
(網(wǎng)上大部分博文說這就是逆變,但是仔細想想逆變的官方定義，在JAVA中可以理解為：類T是類S的子類您朽，而類A<T>是類A<S>的父類狂丝。仔細看看List<? super Number>和List<Object>的關(guān)系，在這里T是Number,而S是Object哗总，但是List<? super Number>從邏輯上來看真的是List<Object>的子類嗎几颜，如果單純從字面上來看List<? super Number>是帶有Number父類的集合類,根據(jù)保留上界的擦除方法，應(yīng)該擦除為List<Object>,將一個List<Object>賦給另一個List<Object>是不存在任何逆變的讯屈。我在疑惑之下進行了科學(xué)上網(wǎng)查閱資料蛋哭，也沒有英文資料說明JAVA泛型里這屬于逆變)
