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Q:1025250620

在很多Java的开源项目中都用到Java的泛型。比如Gson,就可以通过TypeToken里的泛型参数来指定生成的类型。鉴于网上关于泛型的文章并不多,为了非墨后面项目研究的需要,非墨开始研究这部分的API。首先我们先来看一下在Java语言中泛型的例子:

public class MyTest {

T1 member;

public void method(T m) {}

}

上述代码中的标志:T1,T2,T都是泛型类型。Java的泛型检查发生在编译期,但是会在编译后的JVM字节码中增加类型判断的语句。为了方便大家理解这句话我们用一段代码测试一下:

List list = new ArrayList<>();

try {

Method m = list.getClass().getDeclaredMethod("add", new Class[]{Object.class});

m.invoke(list, 1);

m.invoke(list, 2);

} catch (Exception e) {

System.out.println("error");

}

在上述代码中,虽然List变量指定了内部元素的类型String,但是在JVM运行期间list对象的add方法调用的还是add(Ljava/lang/Object)签名的方法。所以此段代码执行以后,控制台不会有任何的输出。基于此段代码的基础上,我们增加另一段验证代码:

for (Object o:list) {

System.out.println(">>"+o);

}//println >>1 >>2

//will error

System.out.println("--->"+list.get(0));

我们打印list中的子元素,如果子元素类型是Object类型的话代码正常运行。但是如果我们直接通过list.get的方式来获取元素的时候程序就会抛出一个Class Cast异常。这是为什么呢?我们来看一下编译后的JVM字节码:

95:iconst_0

96:invokeinterface#56, 2; //InterfaceMethod java/util/List.get:(I)Ljava/lang/Object;

101:checkcast#62; //class java/lang/String

我们看到,Java编译器在执行段后插入了"checkcast"指令。也就是说Java的泛型只不过是在执行期间增加了一些类型的检查语句。但是,尽管泛型发生在编译器,但是java还是把类型记录在类型对象中。这就是我们今天讨论的主角Type对象。我们看一下Type类型的继承树:

可以看出,Type类型有四个直接接口子类,一个实现类。此外还有另外一个接口GenericDeclaration。这个接口注明哪个类可以声明泛型。按照我们通过第一代码块可以知道,在Java语言中,可以声明泛型的是类,方法。为什么没有成员变量呢？我们在第一个代码块中的"T1 member"不也是泛型声明么？

或许这里我们应该换一个说法,对于member变量来说,它只是使用了泛型而并不是声明了泛型,声明T1泛型的是MyTest类。我们把构造器也看成方法的一部分,方法作为可执行提,在方法和构造器类的基础上JAVA又做了一层抽象--Executable类。

Type类型的四个直接子类注释里已经给出了解释。由于这些东西在javadoc中也说的并不详细,也很难用辞藻把他描述的非常清楚。为了让大家理解，非墨用一些简单的代码来让大家更加直观的理解他们是个什么东东。我们先将可能涉及到的泛型类型和声明方式都写到一个类中:

public static class TypeClazz {

public T2 member;

public T1 member2;

public Collection extends Number> collection;

public Collection collection2;

public T2[] array;

public void method(T p1,T2 p2) {}

}

这个类基本涵盖了所有的泛型情况。我们还需要增加一些方法来打印我们所关心的信息:

public static Type printlnFieldType(String name) {

System.out.println("name:"+name);

Class clazzType = TypeClazz.class;

Type type = null;

try {

Field field = clazzType.getDeclaredField(name);

type = field.getGenericType();

printlnType(field.getGenericType());

} catch (Exception e) {}

if (type instanceof ParameterizedType) {

ParameterizedType ptype = (ParameterizedType)type;

Type[] types = ptype.getActualTypeArguments();

for (Type t:types) {

System.out.print(">>");

printlnType(t);

}

}

return type;

}

public static void printlnMethodReturnType(String name) {

System.out.println("name:"+name);

Class clazzType = TypeClazz.class;

try {

Method[] ms = clazzType.getDeclaredMethods();

Method method = null;

for (Method m:ms) {

if(m.getName().equals(name)) {

method = m;

break;

}

}

printlnType(method.getGenericReturnType());

} catch (Exception e) {

e.printStackTrace();

}

}

public static void printlnMethodParamTypes(String name) {

System.out.println("name:"+name);

Class clazzType = TypeClazz.class;

try {

Method[] ms = clazzType.getDeclaredMethods();

Method method = null;

for (Method m:ms) {

if(m.getName().equals(name)) {

method = m;

break;

}

}

Type[] types = method.getGenericParameterTypes();

for (Type t:types) {

printlnType(t);

}

} catch (Exception e) {

e.printStackTrace();

}

}

对于属性,我们只关心它的类型,而对于方法,我们不仅需要关心它的参数类型,还要关心它的返回类型。我们来调用一下以上的信息:

public static void main(String ...args) {

printlnFieldType("member");

printlnFieldType("member2");

printlnFieldType("collection");

printlnFieldType("collection2");

printlnFieldType("array");

printlnMethodReturnType("method");

printlnMethodParamTypes("method");

}

控制台输出:

name:member

>>>TypeVariable

name:member2

>>>TypeVariable

name:collection

>>>ParameterizedType

>>>>>WildcardType

name:collection2

>>>ParameterizedType

>>>>>TypeVariable

name:array

>>>GenericArrayType

name:method

>>>class

name:method

>>>TypeVariable

>>>TypeVariable

对于直接采用泛型方式定义的member来说,它都是TypeVariable类型。而对于包含有泛型定义的collection来说,它属于参数化的ParameterizedType类型。由于数组类型是单独的类型,并且由虚拟机动态生成,因此,Type子类中有专门针对数组的GenericArrayType类型。例子中的array成员就是这种类型。我们揭开了collection的面纱后,泛型定义为" extends Number>"。这个就是通配符泛型WildcardType。

相信以上的例子已经很能解释这四种类型的定义了,下一篇,非墨将带着这些基础知识,深入到一个开源项目的源码中,看下别人的项目是如何巧妙的运用这点的。