Java 泛型基础
• 泛型类型
- 泛型类型是在类型上参数化的泛型类或接口
• 泛型使用场景
- 编译时强类型检查
- 避免类型强转
- 实现通用算法
Java 泛型基础
泛型类型擦写
泛型被引入到 Java 语言中，以便在编译时提供更严格的类型检查并支持泛型编程。类型擦除确保不会为参数化类型创建新类；因此，泛型不会产生运行时开销。为了实现泛型，编译器将类型擦除应用于：
• 将泛型类型中的所有类型参数替换为其边界，如果类型参数是无边界的，则将其替换为
“Object”。因此，生成的字节码只包含普通类、接口和方法。
• 必要时插入类型转换以保持类型安全。
• 生成桥方法以保留扩展泛型类型中的多态性。
public class GenericDemo {
public static void main(String[] args) {
// Java 7 Diamond 语法
Collection<String> list = new ArrayList<>();
list.add("Hello");
list.add("World");
// 编译时错误
// list.add(1);
// 泛型擦写
Collection temp = list;
// 编译通过
temp.add(1);
System.out.println(list);
}
}Java 5 类型接口
• Java 5 类型接口 - java.lang.reflect.Type
派生类或接口 | 说明 |
java.lang.Class | Java 类 API，如 java.lang.String |
java.lang.reflect.GenericArrayType | 泛型数组类型 |
java.lang.reflect.ParameterizedType | 泛型参数类型 |
java.lang.reflect.TypeVariable | 泛型类型变量，如 Collection 中的 E |
java.lang.reflect.WildcardType | 泛型通配类型 |
• Java 泛型反射 API
类型 | API |
泛型信息（Generics Info） | java.lang.Class#getGenericInfo() |
泛型参数（Parameters） | java.lang.reflect.ParameterizedType |
泛型父类（Super Classes） | java.lang.Class#getGenericSuperclass() |
泛型接口（Interfaces） | java.lang.Class#getGenericInterfaces() |
泛型声明（Generics Declaration） | java.lang.reflect.GenericDeclaration |
Spring 泛型类型辅助类
核心 API - org.springframework.core.GenericTypeResolver
• 版本支持：[2.5.2 , )
• 处理类型相关（Type）相关方法
- resolveReturnType
- resolveType
• 处理泛型参数类型（ParameterizedType）相关方法
- resolveReturnTypeArgument
- resolveTypeArgument
- resolveTypeArguments
• 处理泛型类型变量（TypeVariable）相关方法
- getTypeVariableMap
class StringList extends ArrayList<String> { // 泛型参数具体化（字节码有记录）
}
/**
* {@link GenericTypeResolver} 示例
*/
public class GenericTypeResolverDemo {
public static void main(String[] args) throws NoSuchMethodException {
// String 是 Comparable<String> 具体化
displayReturnTypeGenericInfo(GenericTypeResolverDemo.class, Comparable.class, "getString");
// ArrayList<Object> 是 List 泛型参数类型的具体化
displayReturnTypeGenericInfo(GenericTypeResolverDemo.class, List.class, "getList");
// StringList 也是 List 泛型参数类型的具体化
displayReturnTypeGenericInfo(GenericTypeResolverDemo.class, List.class, "getStringList");
// 具备 ParameterizedType 返回，否则 null
// TypeVariable
Map<TypeVariable, Type> typeVariableMap = GenericTypeResolver.getTypeVariableMap(StringList.class);
System.out.println(typeVariableMap);
}
public static StringList getStringList() {
return null;
}
public static ArrayList<Object> getList() { // 泛型参数类型具体化
return null;
}
public static String getString() {
return null;
}
private static void displayReturnTypeGenericInfo(Class<?> containingClass, Class<?> genericIfc, String methodName, Class... argumentTypes) throws NoSuchMethodException {
Method method = containingClass.getMethod(methodName, argumentTypes);
// 声明类 GenericTypeResolverDemo.class
Class<?> returnType = resolveReturnType(method, containingClass);
// 常规类作为方法返回值
System.out.printf("GenericTypeResolver.resolveReturnType(%s,%s) = %s\n", methodName, containingClass.getSimpleName(), returnType);
// 常规类型不具备泛型参数类型 List<E>
Class<?> returnTypeArgument = resolveReturnTypeArgument(method, genericIfc);
System.out.printf("GenericTypeResolver.resolveReturnTypeArgument(%s,%s) = %s\n", methodName, containingClass.getSimpleName(), returnTypeArgument);
}
}
Spring 泛型集合类型辅助类
核心 API - org.springframework.core.GenericCollectionTypeResolver
• 版本支持：[2.0 , 4.3]
• 替换实现：org.springframework.core.ResolvableType
• 处理 Collection 相关
- getCollection*Type
• 处理 Map 相关
- getMapKey*Type
- getMapValue*Type
/**
* {@link GenericCollectionTypeResolver} 示例
*/
public class GenericCollectionTypeResolverDemo {
private static StringList stringList;
private static List<String> strings;
public static void main(String[] args) throws Exception {
// StringList extends ArrayList<String> 具体化
// getCollectionType 返回具体化泛型参数类型集合的成员类型 = String
System.out.println(GenericCollectionTypeResolver.getCollectionType(StringList.class));
System.out.println(GenericCollectionTypeResolver.getCollectionType(ArrayList.class));
// 获取字段
Field field = GenericCollectionTypeResolverDemo.class.getDeclaredField("stringList");
System.out.println(GenericCollectionTypeResolver.getCollectionFieldType(field));
field = GenericCollectionTypeResolverDemo.class.getDeclaredField("strings");
System.out.println(GenericCollectionTypeResolver.getCollectionFieldType(field));
}
}
Spring 方法参数封装
核心 API - org.springframework.core.MethodParameter
• 起始版本：[2.0 , )
• 元信息
- 关联的方法 - Method
- 关联的构造器 - Constructor
- 构造器或方法参数索引 - parameterIndex
- 构造器或方法参数类型 - parameterType
- 构造器或方法参数泛型类型 - genericParameterType
- 构造器或方法参数参数名称 - parameterName
- 所在的类 - containingClass
Spring 4.0 泛型优化实现 - ResolvableType
核心 API - org.springframework.core.ResolvableType
• 起始版本：[4.0 , )
• 扮演角色：GenericTypeResolver 和 GenericCollectionTypeResolver 替代者
• 工厂方法：for* 方法
• 转换方法：as* 方法
• 处理方法：resolve* 方法
/**
* {@link ResolvableType} Demo
*/
public class ResolvableTypeDemo {
public static void main(String[] args) {
// 工厂创建
// StringList <- ArrayList <- AbstractList <- List <- Collection
ResolvableType resolvableType = ResolvableType.forClass(StringList.class);
resolvableType.getSuperType(); // ArrayList
resolvableType.getSuperType().getSuperType(); // AbstractList
System.out.println(resolvableType.asCollection().resolve()); // 获取 Raw Type
System.out.println(resolvableType.asCollection().resolveGeneric(0)); // 获取泛型参数类型
}
}
ResolvableType 的局限性
• 局限一：ResolvableType 无法处理泛型擦写
• 局限二：ResolvableType 无法处理非具体化的 ParameterizedType
面试题
Java 泛型擦写发生在编译时还是运行时？
答：运行时
请介绍 Java 5 Type 类型的派生类或接口？
答：
• java.lang.Class
• java.lang.reflect.GenericArrayType
• java.lang.reflect.ParameterizedType
• java.lang.reflect.TypeVariable
• java.lang.reflect.WildcardType请说明 ResolvableType 的设计优势？
答：
• 简化 Java 5 Type API 开发，屏蔽复杂 API 的运用，如 ParameterizedType
• 不变性设计（Immutability）
• Fluent API 设计（Builder 模式），链式（流式）编程
