Java泛型-4(類(lèi)型擦除后如何獲取泛型參數(shù))

泛型學(xué)習(xí)目錄:

Java泛型-1(泛型的定義)
Java泛型-2(通配符)
Java泛型-3(實(shí)踐篇-protostuff序列化與反序列化)
Java泛型-4(類(lèi)型擦除后如何獲取泛型參數(shù))

編譯器會(huì)進(jìn)行泛型擦除型型。
(1)實(shí)際上擦除的只是參數(shù)和自變量的類(lèi)型段审,但會(huì)將泛型信息保存到Signature中,我們可以通過(guò)匿名類(lèi)獲取闹蒜。
(2)類(lèi)結(jié)構(gòu)相關(guān)的信息(屬性寺枉,類(lèi)抑淫,接口,方法簽名)即元數(shù)據(jù)會(huì)保存下來(lái)型凳,可以通過(guò)反射直接獲取到的丈冬。

1. 泛型和類(lèi)型擦除

泛型的本質(zhì)是參數(shù)化類(lèi)型Parameterized Type)的應(yīng)用,也就是說(shuō)把所操作的數(shù)據(jù)類(lèi)型指定為一個(gè)參數(shù)甘畅。這個(gè)參數(shù)類(lèi)型可以用在類(lèi)埂蕊、接口、方法的創(chuàng)建中疏唾,分別稱(chēng)為泛型類(lèi)蓄氧、泛型接口、泛型方法槐脏。

在Java語(yǔ)言還沒(méi)引進(jìn)泛型的時(shí)候喉童。只能通過(guò)Object是所有類(lèi)型的父類(lèi)類(lèi)型強(qiáng)制轉(zhuǎn)換兩個(gè)特點(diǎn)的配合來(lái)實(shí)現(xiàn)類(lèi)型泛化。由于Java語(yǔ)言里面所有類(lèi)型都繼承于java.lang.Object顿天,所以Object轉(zhuǎn)型成任何對(duì)象都是有可能的堂氯。但是正是因?yàn)橛兄鵁o(wú)限的可能性,所以就只有程序員運(yùn)行期的虛擬機(jī)才知道這個(gè)Object到底是什么類(lèi)型的牌废。在編譯期間咽白,編譯器無(wú)法檢查這個(gè)Object強(qiáng)轉(zhuǎn)是否成功,如果僅僅是依賴(lài)程序員保障這項(xiàng)操作的正確性鸟缕,那么許多ClassCastException的風(fēng)險(xiǎn)就會(huì)出現(xiàn)在運(yùn)行期晶框。

Java的泛型,只是在程序源碼中存在懂从,在編譯后的字節(jié)碼文件中授段,就已經(jīng)替換成原來(lái)的原生類(lèi)型(Raw Type了,并且在相應(yīng)的地方插入了強(qiáng)制類(lèi)型轉(zhuǎn)換的代碼番甩。因此對(duì)于運(yùn)行期的Java語(yǔ)言來(lái)說(shuō)侵贵,ArrayList<Integer>
ArrayList<String>就是同一個(gè)類(lèi),所以泛型技術(shù)實(shí)際上是java語(yǔ)言的一顆語(yǔ)法糖缘薛。Java語(yǔ)言中的泛型實(shí)現(xiàn)方法稱(chēng)為類(lèi)型擦除窍育,基于這種方法實(shí)現(xiàn)的泛型稱(chēng)為偽泛型

1.2 源碼分析泛型擦除

由于Java泛型的引入掩宜,各種場(chǎng)景(虛擬機(jī)解析蔫骂,反射等)下的方法調(diào)用都可能對(duì)原有的基礎(chǔ)產(chǎn)生新的需求么翰,如在泛型類(lèi)中如何獲取傳入的參數(shù)化類(lèi)型牺汤,因此,引入了諸如Signature浩嫌、LocalVariableTypeTable等新的屬性用于解決伴隨泛型而來(lái)的參數(shù)識(shí)別問(wèn)題檐迟。Signature是其中最重要的一項(xiàng)屬性补胚,他的作用就是存儲(chǔ)一個(gè)方法字節(jié)碼層次的特征簽名,這個(gè)屬性保存的參數(shù)類(lèi)型并不是原生類(lèi)型追迟,而是包括了參數(shù)化(Parameterized Type)類(lèi)型的信息溶其。

另外。從Signature屬性中敦间,我們也可以得出結(jié)論瓶逃,擦除法所謂的擦除:

  1. 方法中Code屬性中字節(jié)碼進(jìn)行擦除,泛型信息保存在Signature中廓块。
  2. 元數(shù)據(jù)(類(lèi)厢绝、屬性、方法簽名)還是保存了泛型信息带猴。

1.2.1 方法中Code屬性

什么叫做Code和Signature
泛型方法method(List<String> list)和非泛型方法method(List list)對(duì)比可以看到:

  • code(編譯后的方法內(nèi)部代碼)屬性完全一樣昔汉。
  • 泛型方法比非泛型方法多了一個(gè)Signature的屬性。

源碼:

    public static void main(String[] args) {
        Map<String, String> map = new HashMap<>();
        map.put("hello", "world");
        map.put("你好", "世界");
        System.out.println(map.get("hello"));
    }

我們使用反編譯工具對(duì)源碼的Class文件反編譯之后拴清,可以看到靶病,泛型都變成了原生類(lèi)型【即方法內(nèi)部參數(shù)和方法實(shí)參被擦除口予!】

class文件反編譯(Class文件):

  public static void main(String[] args)
  {
    Map map = new HashMap();
    map.put("hello", "world");
    map.put("你好", "世界");
    System.out.println((String)map.get("hello"));
  }

1.2.2 元數(shù)據(jù)

元數(shù)據(jù)(類(lèi)娄周,屬性,方法簽名)苹威,即類(lèi)的結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)昆咽。

源碼:

public class Test<T> {
    private T data;
    private Set<String> set = new HashSet<>();
    public <T> boolean isBoolean(Test<T> data) {
        Map<String, String> map = new HashMap<>();
        map.put("hello", "world");
        map.put("你好", "世界");
        System.out.println(map.get("hello"));
        return true;
    }
    //查看反編譯文件
    public static void main(String[] args) {
        Test<Integer> test=new Test<>();
    }
}

源碼反編譯(Class文件):

public class Test<T>
{
  private T data;
  private Set<String> set;

  public Test()
  {
    this.set = new HashSet(); }

  public <T> boolean isBoolean(Test<T> data) {
    Map map = new HashMap();
    map.put("hello", "world");
    map.put("你好", "世界");
    System.out.println((String)map.get("hello"));
    return true;
  }

  public static void main(String[] args)
  {
    Test test = new Test();
  }
}

類(lèi)及其字段和方法的類(lèi)型參數(shù)相關(guān)的元數(shù)據(jù)都會(huì)被保留下來(lái),可以通過(guò)反射獲取到牙甫。
這是通過(guò)反射取得參數(shù)化類(lèi)型的根本依據(jù)掷酗。

2. 如何獲取泛型類(lèi)型

2.1 獲取元數(shù)據(jù)的泛型參數(shù)(反射)

因?yàn)槲覀冎溃盒筒脸臅r(shí)候窟哺,不會(huì)將元數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)(類(lèi)泻轰,屬性,方法(結(jié)構(gòu))返回值及形參)泛型擦除且轨,故可直接通過(guò)反射獲取泛型類(lèi)型浮声。

  1. 獲取屬性上的泛型類(lèi)型:
    field.getGenericType();
  2. 獲取方法結(jié)構(gòu)——形參的泛型類(lèi)型:
    method.getGenericParameterTypes()[0];
  3. 獲取方法結(jié)構(gòu)——返回值的泛型類(lèi)型:
    method.getGenericReturnType();

我們可以通過(guò)元數(shù)據(jù)獲取到泛型類(lèi)型,源碼分析:

public class Test<T> {
    private T data;
    private Set<String> set = new HashSet<>();

    public <T> Test<T> isBoolean(List<Boolean> data) {
        Map<String, String> map = new HashMap<>();
        map.put("hello", "world");
        map.put("你好", "世界");
        System.out.println(map.get("hello"));
        return new Test<>();
    }

    //查看反編譯文件
    public static void main(String[] args) throws NoSuchMethodException {
        //獲取Test.class類(lèi)的class對(duì)象
        Class<?> testClass = Test.class;
        //獲取類(lèi)的屬性字段
        Field[] declaredField = testClass.getDeclaredFields();
        //暴力解除旋奢,可以訪(fǎng)問(wèn)私有變量
        Field.setAccessible(declaredField, true);
        System.out.println("屬性名:參數(shù)類(lèi)型:參數(shù)泛型類(lèi)型");
        for (Field field : declaredField) {
            String name = field.getName();
            Class<?> type = field.getType();
            Type genericType = field.getGenericType();
            System.out.println(name + ":" + type + ":" + genericType);
        }
        System.out.println("方法形參的泛型類(lèi)型");
        Method method = testClass.getMethod("isBoolean", new Class[]{List.class});
        ParameterizedType parameterType = (ParameterizedType) method.getGenericParameterTypes()[0];
        System.out.println(parameterType.getActualTypeArguments()[0]); //獲取第一個(gè)
        System.out.println("方法返回值的泛型類(lèi)型");
        ParameterizedType returnType = (ParameterizedType) method.getGenericReturnType();
        System.out.println(returnType.getActualTypeArguments()[0]);
    }
}

返回結(jié)果:

元數(shù)據(jù)的返回泛型返回

2.2 獲取實(shí)參的泛型參數(shù)(內(nèi)部類(lèi))

Java在編譯的時(shí)候泳挥,會(huì)對(duì)方法實(shí)參以及方法內(nèi)部進(jìn)行泛型擦除(即用泛型實(shí)參上限代替真實(shí)的泛型類(lèi)型)。但是泛型信息會(huì)保持在Signature中至朗。故反射 不能獲取到泛型對(duì)象屉符。

如下源碼,我們獲取不到data數(shù)據(jù)的泛型類(lèi)型

 public void testGenericType(List<T> data) {
        //如何獲取data傳入的是泛型類(lèi)型
        Class<?> aClass = data.getClass();
        //Class實(shí)現(xiàn)了Type接口
        Type aType = aClass;
        //判斷aType是否有泛型(返回false)
        System.out.println(aType instanceof ParameterizedType);
}
  1. 獲取傳入?yún)?shù)的泛型對(duì)象:
    Type type = ((ParameterizedType) genericSuperclass).getActualTypeArguments()[0];
  2. 那么實(shí)際上傳入的就是一個(gè)子類(lèi)對(duì)象。
    使用匿名內(nèi)部類(lèi)創(chuàng)建該子類(lèi)對(duì)象矗钟。

修改使用匿名類(lèi)獲人粝恪:

匿名類(lèi)獲取泛型對(duì)象

泛型類(lèi)型只會(huì)在類(lèi)、字段以及方法形參內(nèi)保存其簽名(Signature)吨艇,在方法實(shí)參不作任何保留而統(tǒng)統(tǒng)擦除躬它。

我們可以通過(guò)匿名類(lèi),以子類(lèi)的方式把主類(lèi)的Signature保存下來(lái)东涡,從而獲取到實(shí)參的泛型類(lèi)型冯吓。

3. 源碼中的使用

GoogleGson,阿里的FastJson中疮跑,使用了比較多捕獲泛型實(shí)參的方法桑谍,基本都是通過(guò)創(chuàng)建一個(gè)匿名類(lèi)來(lái)獲取的。

溫故知新-內(nèi)部類(lèi)

  • 匿名類(lèi)必須繼承一個(gè)父類(lèi)或者實(shí)現(xiàn)一個(gè)接口祸挪,其實(shí)創(chuàng)建的是一個(gè)子類(lèi)類(lèi)型锣披。

  • 可以使用protected構(gòu)造方法,強(qiáng)制使用子類(lèi)贿条。

FastJsoncom.alibaba.fastjson.TypeReference<T>的源碼:

 protected TypeReference() {
        Type superClass = this.getClass().getGenericSuperclass();
        Type type = ((ParameterizedType)superClass).getActualTypeArguments()[0];
        Type cachedType = (Type)classTypeCache.get(type);
        if (cachedType == null) {
            classTypeCache.putIfAbsent(type, type);
            cachedType = (Type)classTypeCache.get(type);
        }

        this.type = cachedType;
    }

就是通過(guò)使用匿名內(nèi)部類(lèi)雹仿,獲取到實(shí)參的泛型類(lèi)型的。

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