前面木羹，由于對泛型擦除的思考，引出了對Java-Type體系的學(xué)習(xí)解孙。本篇坑填，就讓我們繼續(xù)對“泛型”進行研究：

JDK1.5中引入了對Java語言的多種擴展，泛型(generics)即其中之一弛姜。

1. 什么是泛型脐瑰？

泛型，即“參數(shù)化類型”廷臼，就跟在方法或構(gòu)造函數(shù)中普通的參數(shù)一樣蚪黑，當(dāng)一個方法被調(diào)用時，實參替換形參中剩，方法體被執(zhí)行忌穿。當(dāng)一個泛型聲明被調(diào)用，實際類型參數(shù)取代形式類型參數(shù)结啼。

泛型

2. 為什么需要泛型掠剑？

對于Java開發(fā)者來說，集合是泛型運用最多的地方郊愧，例如：List<String>朴译、Map<String,Integer>；試想一下属铁，如若沒有泛型泛型眠寿，當(dāng)我們對集合進行遍歷、進行元素獲取的時候焦蘑，一坨坨強制類型轉(zhuǎn)換的代碼就足以讓人發(fā)瘋盯拱，而且極易出現(xiàn)類型轉(zhuǎn)換失敗的風(fēng)險；

但是，泛型的出現(xiàn)解決了這個問題狡逢，它不但簡化了代碼宁舰，還提高了程序的安全性；類型轉(zhuǎn)換的錯誤提前到編譯期解決掉奢浑；

強制轉(zhuǎn)換

類型轉(zhuǎn)換失敗

3. 泛型的擦除

JDK1.5版本推出了泛型機制蛮艰，在此之前，Java語言中并沒有泛型的概念雀彼；當(dāng)新特性來到的時候壤蚜，必然會引起新老代碼兼容性的問題，泛型也不例外徊哑。Java為解決兼容性問題仍律，采用了擦除機制；

當(dāng)我們聲明并使用泛型的時候实柠，編譯器會幫助我們進行類型的檢查和推斷水泉，然而在代碼完成編譯后的Class文件中，泛型信息卻不復(fù)存在了窒盐，JVM在運行期間對泛型無感知草则，這樣新老代碼的兼容性迎刃而解，這也就是Java泛型的擦除蟹漓；

在方法中炕横，我們定義了List<String>、Map<String,Integer>等對象葡粒，在編譯結(jié)束之后份殿，都會變成List、Map等原始類型嗽交；對于JVM來說卿嘲，泛型的信息是不可見的；下面夫壁，我們通過反射拾枣，來觀察下！

反射

在程序運行期間盒让，泛型的約束并不存在梅肤，通過反射，可以向集合中添加任意類型對象邑茄；

此外姨蝴，當(dāng)我們通過反編譯工具查看GenericTest.class文件的時候，發(fā)現(xiàn)ArrayList對象中的泛型沒有了肺缕，這也間接證明了泛型的擦除左医；

接下來授帕，我們在通過javap命令查看生成的Class文件：

源碼

javap -c 命令

結(jié)果顯示，當(dāng)我們執(zhí)行集合的add方法的時候炒辉，泛型類型String已經(jīng)被擦除豪墅，取而代之的是Object類型泉手；當(dāng)我們執(zhí)行g(shù)et方法的時候黔寇，泛型同樣不存在，也是被當(dāng)做Object來返回斩萌；

可是缝裤，我有個疑問，在編譯期由于泛型的存在颊郎，我們不需要顯式的進行類型轉(zhuǎn)換憋飞，但是在運行期間是如何解決的呢，難道不會報錯嗎姆吭？

ArrayList--get方法

ArrayList--get方法

查看源碼發(fā)現(xiàn)榛做，ArrayList在get方法中，已經(jīng)顯式進行了類型轉(zhuǎn)換内狸；

自定義一個泛型類检眯，在get方法中不進行類型轉(zhuǎn)換的聲明，看看結(jié)果如何昆淡？

運行main方法后锰瘸，程序沒有報錯，正常結(jié)束昂灵；

通過上面的2個例子避凝，我們不僅產(chǎn)生疑問，ArrayList中聲明了類型轉(zhuǎn)換眨补，Test中沒有聲明管削，但是兩者在運行期間都沒有報錯？那么ArrayList的聲明意義何在呢 ?

當(dāng)再次查看ArrayList源碼時發(fā)現(xiàn)撑螺，elementData對象實際上是一個Object類型數(shù)組佩谣，當(dāng)我們獲取元素并返回的時候，編譯器會根據(jù)方法的返回值進行類型安全檢查实蓬，所以 return (E) elementData[index]才會有強制類型轉(zhuǎn)換的情況茸俭；

通過了解checkcast指令后，結(jié)合上面的2個例子安皱，我認(rèn)為JVM虛擬機在真正執(zhí)行g(shù)et方法的時候调鬓，實際上隱式的為我們的代碼進行了類型轉(zhuǎn)換操作，就好比在代碼中直接聲明String ss = (String)test.getT()酌伊、String sss = (String)list.get(0)一樣腾窝；

實際上缀踪，在了解到checkcast虛擬機指令后，再次證明了上面的觀點虹脯；

checkcast：“檢驗類型轉(zhuǎn)換驴娃，檢驗未通過將拋出ClassCastException”；

官方解釋：checkcast checks that the top item on the operand stack (a reference to an object or array) can be cast to a given type. For example, if you write in Java：return ((String)obj);

4. 泛型擦除帶來的問題

4.1 類型信息的丟失

由于泛型擦除機制的存在循集，在運行期間無法獲取關(guān)于泛型參數(shù)類型的任何信息唇敞，自然也就無法對類型信息進行操作；例如：instanceof 咒彤、創(chuàng)建對象等疆柔；

編譯報錯

4.2 類型擦除與多態(tài)

首先，我們先復(fù)習(xí)下多態(tài)的概念镶柱，多態(tài)出現(xiàn)的場景旷档；

簡明直譯，多態(tài)多態(tài)歇拆，多種形態(tài)鞋屈；接口下眾多的實現(xiàn)類，便是多態(tài)最顯著實現(xiàn)場景之一故觅；

其次厂庇，還有方法的重寫Overriding和重載Overloading；

重寫Overriding是父類與子類之間多態(tài)性的一種表現(xiàn)逻卖，如果在子類中定義某方法與其父類有相同的名稱和參數(shù)宋列，我們說該方法被重寫(Overriding)。子類的對象使用這個方法時评也，將調(diào)用子類中的定義炼杖，對它而言，父類中的定義如同被“屏蔽”了盗迟。

重載Overloading是一個類中多態(tài)性的一種表現(xiàn)坤邪，如果在一個類中定義了多個同名的方法，它們或有不同的參數(shù)個數(shù)或有不同的參數(shù)類型罚缕，則稱為方法的重載(Overloading)艇纺。Overloaded的方法是可以改變返回值的類型但同時參數(shù)列表也得不同。

接下來邮弹，讓我們看一個例子黔衡，來具體的分析；

父類Test

子類TestChild

由于泛型擦除的存在腌乡，在程序運行期間盟劫，Test類在JVM虛擬機中實際的形態(tài)如下：

編譯后Test類

泛型被擦除，泛型變量替換為Object對象与纽；接下來侣签，我們在看看子類TestChild代碼----setT：

@Override

public void setT(String s) {}

首先塘装，來看看set方法，實際運行期間父類Test的set方法參數(shù)為Object影所，子類的為String蹦肴；回顧下Override
的定義，“如果在子類中定義某方法與其父類有相同的名稱和參數(shù)猴娩，我們說該方法被重寫(Overriding)”阴幌；顯然，在運行期間我們子類和父類的set方法只有相同的名稱胀溺，并沒有相同的參數(shù)裂七，所以并不滿足“重寫”的定義皆看；

在看下仓坞，重載的定義，“如果在一個類中定義了多個同名的方法腰吟，它們或有不同的參數(shù)個數(shù)或有不同的參數(shù)類型无埃，則稱為方法的重載(Overloading)”。既然不是重寫毛雇，并且Test 和 TestChild又是子父類關(guān)系嫉称，那么set方法從定義上來看只有可能是重載的關(guān)系；子類繼承父類方法灵疮，在TestChild中形成重載：setT(Object t)织阅、setT(String t)；

既然我們推斷是setT屬于重載震捣，那么就用代碼實現(xiàn)下即可：

測試重載

很不幸荔棉，編譯報錯，在子類中并沒有一個叫做setT(Object t)的方法蒿赢，重載不成立润樱，子類的方法依舊和父類屬于重寫關(guān)系；下面羡棵，讓我來進一步去分析：

子類TestChild繼承了父類Test壹若，并傳入泛型變量String，如果忽略泛型擦除的存在皂冰，父類Test代碼應(yīng)該變成這樣：

意淫下的父類

但實際上店展，Java在編譯期已經(jīng)將泛型變量擦除，運行期間泛型變量變成了Object秃流，沒有任何關(guān)于泛型String的信息赂蕴；我們本意是實現(xiàn)方法的重寫，但實際上變成了重載(意淫下的重載)剔应；這下可如何是好睡腿？

于是语御，JVM虛擬機采用了一個特殊的方式來解決擦除和多態(tài)之間的矛盾，橋方法由此誕生席怪；我們繼續(xù)使用javap -c 命令查看class文件应闯；

子類TestChild

截圖中，子類TestChild實際上生成了4個方法挂捻，最下面的2個方法碉纺，就是JVM所生成的橋方法，而真正實現(xiàn)方法重寫的便是這個橋方法------------setT(Object t)刻撒，而我們自己定義的@Oveerride注解只不過為了滿足編譯期的要求所存在的假象而已骨田；

這樣一來，虛擬機便解決了泛型擦?xí)投鄳B(tài)之間的矛盾声怔；那么态贤，get()是否存在上面重寫的問題呢？

答案是NONONO醋火！由于重寫(Overriding)只針對于方法名和方法參數(shù)悠汽，并不沒有強調(diào)返回值的異同。所以子類---public String getT() 和 父類---public Object getT() 是可以形成重寫的關(guān)系芥驳！

但是柿冲，在編譯之后的class文件中，由于橋方法的存在兆旬，子類中有了2個getT()方法假抄，分別為public String getT()、public Object getT()丽猬，如果在我們實際定義方法的時候宿饱，在一個類中出現(xiàn)2個這樣的方法，是無法通過編譯器的檢查的宝鼓！

同名方法

因為以上2個方法刑棵，違背了重載的定義，重名方法必須要有不同的形參愚铡，否則編譯器會報錯蛉签！

但實際上由于橋方法是在編譯后的class文件中生成，所以我們認(rèn)為虛擬機是允許這樣的情況出現(xiàn)沥寥，JVM虛擬機認(rèn)定方法唯一的方式碍舍，不單通過方法名稱和參數(shù)，還包括了方法的返回值邑雅；

4.3 異常和泛型擦除

自定義異常類片橡，還必須是帶有泛型的異常類；

編譯報錯

自定義的泛型類并不能繼承exception淮野，為什么捧书？

歸根到底吹泡，還是由于泛型擦除的存在！如果上面編譯通過经瓷，那么我們在代碼中將會看到如下情形：

捕獲異常

由于泛型擦除的存在爆哑，GenericException在編譯之后將不存在泛型信息，2次catch的異常將會變成一樣舆吮，這在Java中是不允許存在的揭朝；

此外，還有一種情況色冀，看如下代碼：

捕獲異常

由于泛型擦除的存在潭袱，T泛型變量在編譯之后將會變成Exception類型(由于extends的存在，此處不會變成Object)锋恬；根據(jù)Java中關(guān)于捕捉異常的規(guī)則：子類異常必須在最前面屯换，以此往后捕捉父類異常；所以說伶氢，以上代碼違背了Java異常規(guī)范趟径，禁止在catch中使用泛型瘪吏！

5. 自定義泛型接口癣防、泛型類和泛型方法

5.1 泛型接口

泛型接口

泛型接口

5.2 泛型類

泛型類

值得注意的是，在泛型類中掌眠，成員變量不能使用靜態(tài)修飾蕾盯，編譯報錯！

靜態(tài)修飾成員變量

由于是靜態(tài)變量蓝丙，不需要創(chuàng)建對象即可調(diào)用级遭，無法確定泛型是哪種類型，所以編譯禁止通過渺尘！當(dāng)然挫鸽，需要區(qū)分5.3章節(jié)中的情況：

5.3 泛型方法

泛型方法

在泛型方法中，自己定義的泛型變量鸥跟，與類無關(guān)丢郊；

6. 通配符與上下界

在我們實際工作中，常見的通配符有3類：

無限定通配符医咨，形式：<?>

上邊界通配符枫匾，形式：<? extends Number>

下邊界通配符，形式：<? super Number>

泛型的通配符拟淮？與我們平常所定義的T 干茉、K、V等泛型變量功能類似很泊，但是通配符角虫？只能使用在已聲明過泛型的類中沾谓，不能直接定義在類上，方法上戳鹅，屬性上搏屑；

通配符的運用

List<?> list代表著，可以向List中存入任何類型的對象粉楚，此時的辣恋？可以理解為Object；

那么模软，上邊界和下邊界又是什么意思呢伟骨？

<? extends Number>代表著所傳入的類型參數(shù)只能為Number的子類，這就是通配符的上邊界燃异；

<? super Number>代表著所傳入的類型參數(shù)只能為Number携狭、Number的父類，這就是通配符的下邊界回俐；