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先看一道常見的面試題，下面的代碼的執(zhí)行結(jié)果是什么?

public static void main(String[] args) { 
    List<String> list1=new ArrayList<String>(); 
    List<Integer> list2=new ArrayList<Integer>(); 
    System.out.println(list1.getClass()==list2.getClass()); 
} 

首先，我們知道getClas方法獲取的是對象運(yùn)行時的類(Class)，那么這個問題也就可以轉(zhuǎn)化為ArrayList<String>t和ArrayList<Integer>的對象在運(yùn)行時對應(yīng)的Class是否相同?

我們直接揭曉答案，運(yùn)行上面的代碼，程序會打印true，說明雖然在代碼中聲明了具體的泛型，但是兩個List對象對應(yīng)的Class是一樣的，對它們的類型進(jìn)行打印，結(jié)果都是：

class java.util.ArrayList 

也就是說，雖然ArrayList<String>和ArrayList<Integer>在編譯時是不同的類型，但是在編譯完成后都被編譯器簡化成了ArrayList，這一現(xiàn)象，被稱為泛型的類型擦除(Type Erasure)。泛型的本質(zhì)是參數(shù)化類型，而類型擦除使得類型參數(shù)只存在于編譯期，在運(yùn)行時，jvm是并不知道泛型的存在的。

那么為什么要進(jìn)行泛型的類型擦除呢?查閱的一些資料中，解釋說類型擦除的主要目的是避免過多的創(chuàng)建類而造成的運(yùn)行時的過度消耗。試想一下，如果用List<A>表示一個類型，再用List<B>表示另一個類型，以此類推，無疑會引起類型的數(shù)量爆炸。

在對類型擦除有了一個大致的了解后，我們再看看下面的幾個問題。

類型擦除做了什么?

上面我們說了，編譯完成后會對泛型進(jìn)行類型擦除，如果想要眼見為實(shí)，實(shí)際看一下的話應(yīng)該怎么辦呢?那么就需要對編譯后的字節(jié)碼文件進(jìn)行反編譯了，這里使用一個輕量級的小工具Jad來進(jìn)行反編譯(可以從這個地址進(jìn)行下載：https://varaneckas.com/jad/)

Jad的使用也很簡單，下載解壓后，把需要反編譯的字節(jié)碼文件放在目錄下，然后在命令行里執(zhí)行下面的命令就可以在同目錄下生成反編譯后的.java文件了：

jad -sjava Test.class  

好了，工具準(zhǔn)備好了，下面我們就看一下不同情況下的類型擦除。

1、無限制類型擦除

當(dāng)類定義中的類型參數(shù)沒有任何限制時，在類型擦除后，會被直接替換為Object。在下面的例子中，<T>中的類型參數(shù)T就全被替換為了Object(左側(cè)為編譯前的代碼，右側(cè)為通過字節(jié)碼文件反編譯得到的代碼)：

2、有限制類型擦除

當(dāng)類定義中的類型參數(shù)存在限制時，在類型擦除中替換為類型參數(shù)的上界或者下界。下面的代碼中，經(jīng)過擦除后T被替換成了Integer：

3、擦除方法中的類型參數(shù)

比較下面兩邊的代碼，可以看到在擦除方法中的類型參數(shù)時，和擦除類定義中的類型參數(shù)一致，無限制時直接擦除為Object，有限制時則會被擦除為上界或下界：

反射能獲取泛型的類型嗎?

估計(jì)對Java反射比較熟悉小伙伴要有疑問了，反射中的getTypeParameters方法可以獲得類、數(shù)組、接口等實(shí)體的類型參數(shù)，如果類型被擦除了，那么能獲取到什么呢?我們來嘗試一下使用反射來獲取類型參數(shù)：

System.out.println(Arrays.asList(list1.getClass().getTypeParameters())); 

執(zhí)行結(jié)果如下：

[E] 

同樣，如果打印Map對象的參數(shù)類型：

Map<String,Integer> map=new HashMap<>(); 
System.out.println(Arrays.asList(map.getClass().getTypeParameters())); 

最終也只能夠獲取到：

[K, V] 

可以看到通過getTypeParameters方法只能獲取到泛型的參數(shù)占位符，而不能獲得代碼中真正的泛型類型。

能在指定類型的List中放入其他類型的對象嗎?

使用泛型的好處之一，就是在編譯的時候能夠檢查類型安全，但是通過上面的例子，我們知道運(yùn)行時是沒有泛型約束的，那么是不是就意味著，在運(yùn)行時可以把一個類型的對象能放進(jìn)另一類型的List呢?我們先看看正常情況下，直接調(diào)用add方法會有什么報(bào)錯：

當(dāng)我們嘗試將User類型的對象放入String類型的數(shù)組時，泛型的約束會在編譯期間就進(jìn)行報(bào)錯，提示提供的User類型對象不適用于String類型數(shù)組。那么既然編譯時不行，那么我們就在運(yùn)行時寫入，借助真正運(yùn)行的class是沒有泛型約束這一特性，使用反射在運(yùn)行時寫入：

public class ReflectTest { 
    static List<String> list = new ArrayList<>(); 
 
    public static void main(String[] args) { 
        list.add("1"); 
        ReflectTest reflectTest =new ReflectTest(); 
        try { 
            Field field = ReflectTest.class.getDeclaredField("list"); 
            field.setAccessible(true); 
            List list=(List) field.get(reflectTest); 
            list.add(new User()); 
        } catch (Exception e) { 
            e.printStackTrace(); 
        }         
    } 
} 

執(zhí)行上面的代碼，不僅在編譯期間可以通過語法檢查，并且也可以正常地運(yùn)行，我們使用debug來看一下數(shù)組中的內(nèi)容：

可以看到雖然數(shù)組中聲明的泛型類型是String，但是仍然成功的放入了User類型的對象。那么，如果我們在代碼中嘗試取出這個User對象，程序還能正常執(zhí)行嗎，我們在上面代碼的最后再加上一句：

System.out.println(list.get(1)); 

再次執(zhí)行代碼，程序運(yùn)行到最后的打印語句時，報(bào)錯如下：

異常提示User類型的對象無法被轉(zhuǎn)換成String類型，這是否也就意味著，在取出對象時存在強(qiáng)制類型轉(zhuǎn)換呢?我們來看一下ArrayList中g(shù)et方法的源碼：

public E get(int index) { 
    rangeCheck(index); 
    return elementData(index); 
} 
 
E elementData(int index) { 
    return (E) elementData[index]; 
} 

可以看到，在取出元素時，會將這個元素強(qiáng)制類型轉(zhuǎn)換成泛型中的類型，也就是說在上面的代碼中，最后會嘗試強(qiáng)制把User對象轉(zhuǎn)換成String類型，在這一階段程序會報(bào)錯。通過這一過程，也再次證明了泛型可以對類型安全進(jìn)行檢測。

類型擦除會引起什么問題?

下面我們看一個稍微有點(diǎn)復(fù)雜的例子，首先聲明一個接口，然后創(chuàng)建一個實(shí)現(xiàn)該接口的類：

public interface Fruit<T> { 
    T get(T param); 
} 
 
public class Apple implements Fruit<Integer> { 
    @Override 
    public Integer get(Integer param) { 
        return param; 
    } 
} 

按照之前我們的理解，在進(jìn)行類型擦除后，應(yīng)該是這樣的：

public interface Fruit { 
    Object get(Object param); 
} 
 
public class Apple implements Fruit { 
    @Override 
    public Integer get(Integer param) { 
        return param; 
    } 
} 

但是，如果真是這樣的話那么代碼是無法運(yùn)行的，因?yàn)殡m然Apple類中也有一個get方法，但是與接口中的方法參數(shù)不一致，也就是說沒有覆蓋接口中的方法。針對這種情況，編譯器會通過添加一個橋接方法來滿足語法上的要求，同時保證了基于泛型的多態(tài)能夠有效。我們反編譯上面代碼生成的字節(jié)碼文件：

可以看到，編譯后的代碼中生成了兩個get方法。參數(shù)為Object的get方法負(fù)責(zé)實(shí)現(xiàn)Fruit接口中的同名方法，然后在實(shí)現(xiàn)類中又額外添加了一個參數(shù)為Integer的get方法，這個方法也就是理論上應(yīng)該生成的帶參數(shù)類型的方法。最終用接口方法調(diào)用額外添加的方法，通過這種方式構(gòu)建了接口和實(shí)現(xiàn)類的關(guān)系，類似于起到了橋接的作用，因此也被稱為橋接方法，最終，通過這種機(jī)制保證了泛型情況下的Java多態(tài)性。

總結(jié)

本文由面試中常見的一道面試題入手，介紹了java中泛型的類型擦除相關(guān)知識，通過這一過程，也便于大家理解為什么平常總是說java中的泛型是一個偽泛型，同時也有助于大家認(rèn)識到j(luò)ava中泛型的一些缺陷。了解類型擦除的原因以及原理，相信能夠方便大家在日常的工作中更好的使用泛型。

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