摘要

和C 以模板来实现静多态不同，Java基于运行时支持选择了泛型，两者的实现原理大相庭径。C 可以支持基本类型作为模板参数，Java却只能接受类作为泛型参数；Java可以在泛型类的方法中取得自己泛型参数的Class类型，C 只能由编译器推断在不为人知的地方生成新的类，对于特定的模板参数你只能使用特化。在本文中我主要想聊聊泛型的实现原理和一些高级特性。

泛型基础

泛型是对Java语言类型系统的一种扩展，有点类似于C 的模板，可以把类型参数看作是使用参数化类型时指定的类型的一个占位符。引入泛型，是对Java语言一个较大的功能增强，带来了很多的好处：

1.类型安全。类型错误现在在编译期间就被捕获到了，而不是在运行时当作java.lang.ClassCastException展示出来，将类型检查从运行时挪到编译时有助于开发者更容易找到错误，并提高程序的可靠性。

2.消除了代码中许多的强制类型转换，增强了代码的可读性。

3.为较大的优化带来了可能

泛型是什么并不会对一个对象实例是什么类型的造成影响，所以，通过改变泛型的方式试图定义不同的重载方法是不可以的。剩下的内容我不会对泛型的使用做过多的讲述，泛型的通配符等知识请自行查阅。

在进入下面的论述之前我想先问几个问题：

定义一个泛型类最后到底会生成几个类，比如ArrayList ？

到底有几个类？

定义一个泛型方法最终会有几个方法在class文件中？

为什么泛型参数不能是基本类型呢？

ArrayList是一个类吗?

ArrayList和List和ArrayList和List是什么关系呢，这几个类型的引用能相互赋值吗?

类型擦除

正确理解泛型概念的首要前提是理解类型擦除(type erasure)。 Java中的泛型基本上都是在编译器这个层次来实现的。在生成的Java字节代码中是不包含泛型中的类型信息的。

使用泛型的时候加上的类型参数，会被编译器在编译的时候去掉。这个过程就称为类型擦除。如在代码中定义的List很多泛型的奇怪特性都与这个类型擦除的存在有关，包括：

泛型类并没有自己独有的Class类对象。比如并不存在List.class或是List.class，而只有List.class。

静态变量是被泛型类的所有实例所共享的。对于声明为MyClass的类，访问其中的静态变量的方法仍然是 MyClass.myStaticVar。不管是通过new MyClass还是new MyClass创建的对象，都是共享一个静态变量。

泛型的类型参数不能用在Java异常处理的catch语句中。因为异常处理是由JVM在运行时刻来进行的。由于类型信息被擦除，JVM是无法区分两个异常类型MyException和MyException的。对于JVM来说，它们都是 MyException类型的。也就无法执行与异常对应的catch语句。

类型擦除的基本过程也比较简单，首先是找到用来替换类型参数的具体类。这个具体类一般是Object。如果指定了类型参数的上界的话，则使用这个上界。把代码中的类型参数都替换成具体的类。同时去掉出现的类型声明，即去掉

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