深入理解Java虚拟机 - 泛型与类型擦除

栏目: Java · 发布时间: 6年前

内容简介:深入理解Java虚拟机 - 泛型与类型擦除

泛型是JDK 1.5的一项新增特性,它的本质是参数化类型(Parametersized Type)的应用,也就是说所操作的数据类型被指定为一个参数。 这种参数类型可以用在类、 接口和方法的创建中,分别称为泛型类、 泛型接口和泛型方法。

Java语言中的泛型只在程序源码中存在,在编译后的字节码文件中,就已经替换为原来的原生类型了,并且在相应的地方插入了强制转换代码,因此,对于运行期的 Java 语言来说,ArrayList<int>与ArrayList<String>就是同一个类,所以泛型技术实际上是Java语言的一颗语法糖,Java语言中的泛型实现方法称为类型擦除,基于这种方法实现的泛型称为伪泛型。

看下面一段简单的Java泛型的例子

public static void main(String[] args) {
    Map<String, String> map = new HashMap<String, String>();
    map.put("hello", "你好");
    map.put("how are you?", "天气不错");
    System.out.println(map.get("hello"));
    System.out.println(map.get("how are you?"));
}

把这段Java代码编译成Class文件,然后再用字节码反编译 工具 进行反编译后,将会发现泛型都不见了,程序又变回了Java泛型出现之前的写法,泛型类型都变回了原生类型,如下所示。

public static void main(String[] args) {
    Map map = new HashMap();
    map.put("hello", "你好");
    map.put("how are you?", "天气不错");
    System.out.println((String)map.get("hello"));
    System.out.println((String)map.get("how are you?"));
}

类型擦除带来的问题

正是由于类型擦除的隐蔽存在,直接导致了众多的泛型灵异问题,如当泛型遇见重载

public class GenericTypes {
    public static void method(List<String> list) {
        System.out.println("List<String> list");
    }

    public static void method(List<Integer> list) {
        System.out.println("List<Integer> list");
    }
}

这段代码将无法进行编译,因为参数List<Integer>和List<String>编译之后都被擦除了,变成了一样的原生类型List<E>,擦除动作导致这两种方法的特征签名变得一模一样。初步看来,无法重载的原因已经找到了,但真的就是如此吗?只能说,泛型擦除成相同的原生类型只是无法重载的其中一部分原因,请再接着如下代码

public class GenericTypes {
    public static String method(List<String> list) {
        System.out.println("invoke method List<String> list");
        return "";
    }

    public static int method(List<Integer> list) {
        System.out.println("invoke method List<Integer> list");
        return 1;
    }

    public static void main(String[] args) {
        method(new ArrayList<String>());
        method(new ArrayList<Integer>());
    }
}

执行结果

invoke method List<String> list
invoke method List<Integer> list

方法重载要求方法具备不同的特征签名,返回值并不包含在方法的特征签名之中,所以返回值不参与重载选择,但是在 Class 文件格式之中,只要描述符不是完全一致的两个方法就可以共存。也就是说,两个方法如果有相同的名称和特征签名,但返回值不同,那它们也是可以合法地共存于一个 Class 文件中的。

由于 List<String>和 List<Integer>擦除后是同一个类型,我们只能添加两个并不需要实际使用到的返回值才能完成重载。

擦除法所谓的擦除,仅仅是对方法的 Code 属性中的字节码进行擦除,实际上元数据中还是保留了泛型信息,这也是我们能通过反射手段取得参数化类型的根本依据。

参考文献: 深入理解Java虚拟机 周志明 著


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