Java泛型类型擦除以及类型擦除带来的问题

简介: Java泛型在编译时会被擦除,JVM仅看到原始类型。例如,List<String>和List<Integer>在运行时均变为List。通过反射可绕过泛型限制添加任意类型元素,说明泛型信息仅存在于编译阶段。泛型擦除后保留的原始类型通常为Object,若有限定则使用限定类型。此机制引发了一些类型安全问题,但通过编译期检查可在一定程度上避免错误。

1.什么是泛型擦除

我们都知道Java的泛型是伪泛型,即编译期间所有的泛型信息都会被擦除,如我们代码定义了:List<Object>和List<String>,但是对于JVM而言,看到的只有List,由泛型附加的类型信息对于JVM而言是看不到的。代码说明如下:

1.1 原始类型擦除后相等

public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        ArrayList<String> list1 = new ArrayList<String>();
        list1.add("abc");
        ArrayList<Integer> list2 = new ArrayList<Integer>();
        list2.add(123);
        System.out.println(list1.getClass() == list2.getClass());
    }
}

在这个例子中,我们定义了两个ArrayList数组,不过一个是ArrayList<String>泛型类型的,只能存储字符串;一个是ArrayList<Integer>泛型类型的,只能存储整数,最后,我们通过list1对象和list2对象的getClass()方法获取他们的类的信息,最后发现结果为true。说明泛型类型String和Integer都被擦除掉了,只剩下原始类型

1.2 反射添加的元素被擦除

public static void main(String[] args) 
    throws NoSuchMethodException, InvocationTargetException, IllegalAccessException {
        ArrayList<Integer> list = new ArrayList<Integer>();
        list.add(1);  //这样调用 add 方法只能存储整形,因为泛型类型的实例为 Integer
        list.getClass().getMethod("add", Object.class).invoke(list, "asd");
        for (int i = 0; i < list.size(); i++) {
            // 输出1  asd
            System.out.println(list.get(i));
        }
    }

如果直接调用add()方法,那么只能存储整数数据,不过当我们利用反射调用add()方法的时候,却可以存储字符串,这说明了Integer泛型实例在编译之后被擦除掉了,只保留了原始类型

2.什么是泛型擦除后保留的原始类型

原始类型 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,相应的原始类型都会被自动提供,类型变量擦除,并使用其限定类型(无限定的变量用Object)替换。举例说明

class Pair<T> {  
    private T value;  
    public T getValue() {  
        return value;  
    }  
    public void setValue(T  value) {  
        this.value = value;  
    }  
}

其对应的原始类型就是

class Pair {  
    private Object value;  
    public Object getValue() {  
        return value;  
    }  
    public void setValue(Object  value) {  
        this.value = value;  
    }  
}

但如果该类的定义有限定,比如继承了,那么就会产生变化:

public class Pair<T extends Comparable> {}

此时原始类型就是Comparable,而不再是Object

3.泛型擦除引起的问题及解决方法

3.1 先检查,再编译以及编译的对应和引用传递问题

这里我们可能会有一个疑问,既然说类型变量会在编译的时候擦除掉,那为什么上面的ArrayList中添加String类型的时候就报错了呢,因为String编译时候也会变成Object啊?

A:因为JAVA编译器是通过先检查代码中泛型的类型,然后再进行类型擦除,再进行编译的。那么这个检查到底是针对谁的,我们需要再明确下

A2:如我们上面代码是:

ArrayList list = new ArrayList();

现在我们写成:

ArrayList<String> list = new ArrayList<String>();

此时如果我们与之前的代码兼容,各种引用传值之间,必然会出现下面情况:

ArrayList<String> list1 = new ArrayList(); //第一种 情况
ArrayList list2 = new ArrayList<String>(); //第二种 情况

这样没错,但是会有个编译时警告,不过在第一种情况下,可以实现与完全使用泛型参数一样的效果,但是第二种没有效果。

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