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泛型實現 參數化類型 的概念，使代碼可以應用於多種類型，解除類或方法與所使用的類型之間的約束。在JDK 1.5開始引入了泛型，但Java實現泛型的方式與C++或C#差異很大。在平常寫代碼用到泛型時，彷彿一切都來得如此理所當然。但其實Java泛型還是有挺多tricky的東西的，編譯器在背後為我們做了很多事。下面我們來看看有關Java泛型容易忽視的點。

泛型不支持協變

什麼是協變？舉個例子。

class Fruit{}class Apple extends Fruit{}Fruit[] fruit = new Apple[10]; // OK

子類數組可以賦給父類數組的引用。但泛型是不支持這種協變的。

ArrayList<Fruit> flist = new ArrayList<Apple>(); // 無法通過編譯

但我們可以使用通配符來解決

ArrayList<? extends Fruit> flist = new ArrayList<Apple>();// 使用通配符解決協變問題

通配符

上界通配符

List<? extends Fruit> flist = Arrays.asList(new Apple());

List<? extends Fruit> 表示某種特定類型 ( Fruit 或者其子類 ) 的 List，但是編譯器並不關心（不知道）這個實際的具體類型到底是什麼。值得注意的是，這並不意味著這個List可以持有Fruit的任意類型！

由於List的具體類型是並不確定的，而且Java泛型是不支持協變的，因此帶有泛型類型參數的方法都無法正常調用。比如 add(T item); ，即使是傳Object也無法通過編譯。

但對於返回類型是泛型的方法，比如 T get(int index); ，返回值類型與上界類型一樣。如上面示例代碼調用的 flist.get(0) 返回值就是Fruit類型的。

下界通配符

static void add(List<? super Apple> list) {// list.add(new Fruit()); // 無法編譯

代碼中的

List<? super Apple> list 表明list持有的類型是Apple的父類類型，但與上界通配符類似，這並不意味list可以持有Apple任意的子類類型的對象，編譯器並不知道list具體的類型是什麼。因此， list.add(new Fruit()); 就不能編譯了。

無界通配符

List<?> list 表示 list 是持有某種特定類型的 List，但是不知道具體是哪種類型。而單獨的List list ，也就是沒有傳入泛型參數，表示這個 list 持有的元素的類型是 Object 。

所有泛型信息都被擦除了嗎

所謂的擦除，僅僅是對方法的Code屬性中的字節碼（也就是方法內的邏輯代碼）進行擦除，實際上元數據（類和接口的聲明，類字段的聲明）中還是保留了泛型信息。

引用 R大 的話就是：

位於聲明一側的，源碼裡寫了什麼到運行時就能看到什麼；

位於使用一側的，源碼裡寫什麼到運行時都沒了。

public class GenericClass<T> { // 1

上面的代碼中，註釋1到註釋4的T和U是保留在Class文件當中的，源碼是什麼，那麼通過反射獲取得到的就是什麼。也就是說，在運行時，是無法獲取到具體的T和U是什麼類型的。

但運行時，在方法內部的局部變量的泛型信息是被全部擦除的。如上的註釋5中的list的具體類型是無法在運行時獲取到的。

真的無法獲取到泛型類型嗎

當時今日頭條的面試官問過我這個問題，我當時對泛型的認識比較淺薄，以為編譯器會將所有的泛型信息擦除，那麼運行時也就無能獲取到具體的泛型類型了。但其實並不是這樣，如上面介紹到，JDK1.5之後，Class的格式有變化，編譯器會將聲明的類，接口，方法的泛型信息保留到字節碼當中。那麼通過反射，這些信息還是可以獲取到的。但要獲取到具體的泛型類型，一般也只能獲取到繼承父類所使用的泛型類型。

比如：

public class SubClass extends Base<String> { }

那麼Base所綁定的泛型類型可以被獲取到的。對SubClass.class調用 getGenericSuperclass可以獲取到T所綁定的類型。

Type type = SubClass.class.getGenericSuperclass(); Type targ = ((ParameterizedType) type).getActualTypeArguments()[0];

具體的用法可以參考Gson和Guice的源碼：

• https://github.com/google/guice/blob/abc78c361d9018da211690b673accb580a52abf2/core/src/com/google/inject/TypeLiteral.java#L94

• https://github.com/google/gson/blob/master/gson/src/main/java/com/google/gson/internal/%24Gson%24Types.java

橋方法

為了使Java的泛型方法生成的字節碼與1.5以前的字節碼相兼容，由編譯期自己生成的方法。顧名思義，橋方法是一座橋，溝通著泛型與多態。

可以通過 Method.isBridge() 方法來判斷一個方法是否是橋接方法，在字節碼中橋接方法會被標記為 ACC_BRIDGE 和 ACC_SYNTHETIC 。

public class Fruit<T> { T value;

反編譯生成的字節碼：

public class Apple extends Fruit<java.lang.String> {

編譯器為我們自動生成了有一個橋方法，這個橋方法返回類型為Object，內部調用了我們自定義的另一個getValue方法。

在Java代碼中，方法的特徵簽名只包括方法名稱，參數順序和參數類型，而字節碼中的特徵簽名還包括方法返回值和受查異常表。因此，橋方法 public Object getValue() 與 public String getValue() 是可以被JVM區分而在同一個Class文件中共存的。

由於編譯期泛型擦除機制，在父類中帶泛型參數的方法會被替換成Object類型。要讓子類重寫父類帶泛型參數的方法，需要通過橋方法直接複寫父類的方法，然後橋方法再調用子類自定義的方法，就以上面作為例子，子類Apple中的橋方法 public Object getValue() 直接override父類Fruit的 public Object getValue() ，然後橋方法內部再調用子類Apple的 public String getValue() 。因此，Java利用橋方法在保證多態機制不被破壞情況下實現了泛型。