Java随笔-Java泛型的一点学习
Java泛型
Java泛型（generics）是JDK 5中引入的一个新特性，允许在定义类和接口的时候使用类型参数（type parameter）。声明的类型参数在使用时用具体的类型来替换。泛型最主要的应用是在JDK 5中的新集合类框架中。泛型的引入可以解决JDK5之前的集合类框架在使用过程中较为容出现的运行时类型转换异常，因为编译器可以在编译时通过类型检查，规避掉一些潜在的风险。
在JDK5之前，使用集合框架时，是没有类型信息的，统一使用Object,我找了一段JDK4 List接口的方法签名
如下是JDK5开始引入泛型，List接口的改动，新的方法签名，引入了类型参数。
boolean add(E e);
在JDK5之前，使用集合类时，可以往其中添加任意元素，因为其中的类型是Object，在取出的阶段做强制转换，由此可能引发很多意向不到的运行时强制转换错误,比如以下代码。
public class Test1 { public static void main(String[] args) { List a = new ArrayList(); a.add("123"); a.add(1); // 以上代码可以正常通过编译，其中同时含有了Integer类型和String类型 for (int i = 0 ; i < a.size(); i++) { int result = (Integer)a.get(i); // 在取出时需要对Object进行强制转型 System.out.println(result); } } }如上代码就会在运行时阶段带来强转异常，在编译时间不能够排查出潜在风险。
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如果使用泛型机制，可以在编译期间就检查出List的类型插入的有问题，进行规避，如下代码。
public class Test1 { public static void main(String[] args) { List<Integer> a = new ArrayList(); a.add("123"); // 编译不通过 a.add(1); } }引入泛型后，编译器会在编译时先根据类型参数进行类型检查，杜绝掉一些潜在风险。 为何说是在编译时检查，因为在运行时仍然是可以通过反射，将不符合类型参数的数据插入至list中，如下代码所示。
public class Test1 { public static void main(String[] args) throws NoSuchMethodException, InvocationTargetException, IllegalAccessException { List<Integer> a = new ArrayList(); List b = new ArrayList(); a.getClass().getMethod("add",Object.class).invoke(a,"abc"); // 以上代码编译通过，运行通过 } }引入泛型的同时，也为了兼容JDK5之前的类库，JDK5开始引入的其实是伪泛型，在生成的Java字节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，会在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等类型，在编译后都会变成List，也就自然兼容了JDK5之前的代码。 Java的泛型机制和C++等的泛型机制实现不同，Java的泛型靠的还是类型擦除，目标代码只会生成一份，牺牲的是运行速度。C++的模板会对针对不同的模板参数静态实例化，目标代码体积会稍大一些，运行速度会快很多。
进行类型擦除后，类型参数原始类型（raw type）就是擦除去了泛型信息，最后在字节码中的类型变量的真正类型。无论何时定义一个泛型类型，相应的原始类型都会被自动地提供。类型变量被擦除，并使用其限定类型（无限定的变量用Object）替换。
class Pair<T> { private T value; public T getValue() { return value; } public void setValue(T value) { this.value = value; } } Pair<T>的原始类型为： class Pair { private Object value; public Object getValue() { return value; } public void setValue(Object value) { this.value = value; } }在Pair中，类型擦除，使用Object,其结果就是一个普通的类，如同泛型加入java编程语言之前已经实现的那样。在程序中可以包含不同类型的Pair，如Pair或Pair，但是，擦除类型后它们就成为原始的Pair类型了，原始类型都是Object。ArrayList被擦除类型后，原始类型也变成了Object，通过反射我们就可以存储字符串了。
在调用泛型方法的时候，可以指定泛型，也可以不指定泛型。在不指定泛型的情况下，泛型变量的类型为 该方法中的几种类型的同一个父类的最小级，直到Object。在指定泛型的时候，该方法中的几种类型必须是该泛型实例类型或者其子类。
public class Test1 { public static void main(String[] args) { /** 不指定泛型的时候 */ int i = Test1.add(1, 2); // 这两个参数都是Integer，所以T为Integer类型 Number f = Test1.add(1, 1.2);// 这两个参数一个是Integer，以风格是Float，所以取同一父类的最小级，为Number Object o = Test1.add(1, "asd");// 这两个参数一个是Integer，以风格是Float，所以取同一父类的最小级，为Object /** 指定泛型的时候 */ int a = Test1.<Integer> add(1, 2);// 指定了Integer，所以只能为Integer类型或者其子类 int b = Test1.<Integer> add(1, 2.2);// 编译错误，指定了Integer，不能为Float Number c = Test1.<Number> add(1, 2.2); // 指定为Number，所以可以为Integer和Float } // 这是一个简单的泛型方法 public static <T> T add(T x, T y) { return y; } }因为类型擦除的问题，所有的泛型类型变量最后都会被替换为原始类型，但在泛型的使用中，我们不需要对取出的数据做强制转换。
public class Test1 { public static void main(String[] args) { List<Integer> a = new ArrayList(); a.add(1); for (int i = 0 ; i < a.size(); i++) { int result = a.get(i); System.out.println(result); } } }我们从字节码的角度来探索一下。
public static void main(java.lang.String[]); Code: 0: new #2 // class java/util/ArrayList 3: dup 4: invokespecial #3 // Method java/util/ArrayList."<init>":()V 7: astore_1 8: aload_1 9: iconst_1 10: invokestatic #4 // Method java/lang/Integer.valueOf:(I)Ljava/lang/Integer; 13: invokeinterface #5, 2 // InterfaceMethod java/util/List.add:(Ljava/lang/Object;)Z 18: pop 19: iconst_0 20: istore_2 21: iload_2 22: aload_1 23: invokeinterface #6, 1 // InterfaceMethod java/util/List.size:()I 28: if_icmpge 58 31: aload_1 32: iload_2 33: invokeinterface #7, 2 // InterfaceMethod java/util/List.get:(I)Ljava/lang/Object; 38: checkcast #8 // class java/lang/Integer 这里JVM做了强转 41: invokevirtual #9 // Method java/lang/Integer.intValue:()I 44: istore_3 45: getstatic #10 // Field java/lang/System.out:Ljava/io/PrintStream; 48: iload_3 49: invokevirtual #11 // Method java/io/PrintStream.println:(I)V 52: iinc 2, 1 55: goto 21 58: return
在偏移量38的位置可以看到，JVM使用了checkcast指令，说明虽然在编译时进行了类型擦除，但是JVM中仍然保留了类型参数的元信息，在取出时自动进行了强转，这也算是使用泛型的方便之处吧。
在别人的例子有看到说类型擦除和多态的冲突，举了一个例子。
public class Test1 { public static void main(String[] args) { DateInter dateInter = new DateInter(); dateInter.setValue(new Date()); dateInter.setValue(new Object());// 编译错误 } } class Pair<T> { private T value; public T getValue() { return value; } public void setValue(T value) { this.value = value; } } class DateInter extends Pair<Date> { @Override public Date getValue() { return super.getValue(); } @Override public void setValue(Date value) { super.setValue(value); } }因为在类型擦除后，父类也就变成了一个普通的类，如下所示
class Pair { private Object value; public Object getValue() { return value; } public void setValue(Object value) { this.value = value; } }但这样setValue就从重写变成了重载，显然打破了想达到的目的，那么JVM是如何帮助解决这个冲突的呢？答案是 JVM帮我们搭了一个桥，具体我们从字节码的角度再来看看。
class DateInter extends Pair<java.util.Date> { DateInter(); Code: 0: aload_0 1: invokespecial #1 // Method Pair."<init>":()V 4: return public java.util.Date getValue(); Code: 0: aload_0 1: invokespecial #2 // Method Pair.getValue:()Ljava/lang/Object; 4: checkcast #3 // class java/util/Date 7: areturn public void setValue(java.util.Date); Code: 0: aload_0 1: aload_1 2: invokespecial #4 // Method Pair.setValue:(Ljava/lang/Object;)V 5: return public void setValue(java.lang.Object); Code: 0: aload_0 1: aload_1 2: checkcast #3 // class java/util/Date 5: invokevirtual #5 // Method setValue:(Ljava/util/Date;)V 8: return public java.lang.Object getValue(); Code: 0: aload_0 1: invokevirtual #6 // Method getValue:()Ljava/util/Date; 4: areturn }从编译的结果来看，我们本意重写setValue和getValue方法的子类，有4个方法，最后的两个方法，就是编译器自己生成的桥接方法。可以看到桥方法的参数类型都是Object，也就是说，子类中真正覆盖父类两个方法的就是这两个我们看不到的桥方法，打在我们自己定义的setvalue和getValue方法上面的@Oveerride只不过是假象。而桥方法的内部实现，就只是去调用我们自己重写的那两个方法。 所以，虚拟机巧妙的使用了巧方法，来解决了类型擦除和多态的冲突。
最后附上最近在浏览一些别人经验时得到一些tips。
使用JSON串反序列化对象集合时，记得标注对象的class类型，不然会得到一个只有原始类型也就是Object的集合，可能引起类型转换错误，尤其是在服务调用的这种场景下。
重视编译器提出的警告信息。
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注：加群要求
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3、如果没有工作经验，但基础非常扎实，对java工作机制，常用设计思想，常用java开发框架掌握熟练的，可以加。
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