答复: Java获得泛型类型

最新推荐文章于 2024-05-29 13:43:43 发布

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本文深入探讨了Java泛型的特点，区分了泛型在声明与使用时的不同行为，并通过实例展示了如何在运行时获取泛型信息。此外，还介绍了泛型在编译过程中的擦除机制及其对程序设计的影响。

转自[url=http://www.iteye.com/topic/585900#1357097]Java获得泛型类型[/url]的回复，内容有细微调整。

Java泛型有这么一种规律：
位于声明一侧的，源码里写了什么到运行时就能看到什么；
位于使用一侧的，源码里写什么到运行时都没了。

什么意思呢？“声明一侧”包括泛型类型（泛型类与泛型接口）声明、带有泛型参数的方法和域的声明。注意局部变量的声明不算在内，那个属于“使用”一侧。

import java.util.List;
import java.util.Map;

public class GenericClass<T> {                // 1
    private List<T> list;                     // 2
    private Map<String, T> map;               // 3

    public <U> U genericMethod(Map<T, U> m) { // 4
        return null;
    }
}

上面代码里，带有注释的行里的泛型信息在运行时都还能获取到，原则是源码里写了什么运行时就能得到什么。针对1的GenericClass<T>，运行时通过Class.getTypeParameters()方法得到的数组可以获取那个“T”；同理，2的T、3的java.lang.String与T、4的T与U都可以获得。源码文本里写的是什么运行时就能得到什么；像是T、U等在运行时的实际类型是获取不到的。

这是因为从Java 5开始class文件的格式有了调整，规定这些泛型信息要写到class文件中。以上面的map为例，通过javap来看它的元数据可以看到记录了这样的信息：

private java.util.Map map;
  Signature: Ljava/util/Map;
  Signature: length = 0x2
   00 0A

乍一看，private java.util.Map map;不正好显示了它的泛型类型被擦除了么？
但仔细看会发现有两个Signature，下面的一个有两字节的数据，0x0A。到常量池找到0x0A对应的项，是：

const #10 = Asciz       Ljava/util/Map<Ljava/lang/String;TT;>;;

也就是内容为“Ljava/util/Map<Ljava/lang/String;TT;>;”的一个字符串。
根据Java 5开始的新class文件格式规范，方法与域的描述符增添了对泛型信息的记录，用一对尖括号包围泛型参数，其中普通的引用类型用“La/b/c/D;”的格式记录，未绑定值的泛型变量用“Txxx;”的格式记录，其中xxx就是源码中声明的泛型变量名。类型声明的泛型信息也以类似下面的方式记了下来：

public class GenericClass extends java.lang.Object
  Signature: length = 0x2
   00 12
// ...
const #18 = Asciz       <T:Ljava/lang/Object;>Ljava/lang/Object;;

详细信息请参考官方文档：[url]http://java.sun.com/docs/books/jvms/second_edition/ClassFileFormat-Java5.pdf[/url]
该文档也将会被整合到JVM规范第三版中。可惜第三版现在只有草案，最终版本什么时候发布还遥遥无期。

相比之下，“使用一侧”的泛型信息则完全没有被保留下来，在Java源码编译到class文件后就确实丢失了。也就是说，在方法体内的泛型局部变量、泛型方法调用之类的泛型信息编译后都消失了。

import java.util.ArrayList;
import java.util.List;

public class TestClass {
    public static void main(String[] args) {
        List<String> list = null;       // 1
        list = new ArrayList<String>(); // 2
        for (int i = 0; i < 10; i++) ;
    }
}

上面代码中，1留下的痕迹是：main()方法的StackMapTable属性里可以看到：

StackMapTable: number_of_entries = 2
 frame_type = 253 /* append */
   offset_delta = 12
   locals = [ class java/util/List, int ]
 frame_type = 250 /* chop */
   offset_delta = 11

但这里是没有留下泛型信息的。这段代码只所以写了个空的for循环就是为了迫使javac生成那个StackMapTable，让1多留个影。当整个方法只有一个基本块的时候javac就不会生成StackMapTable属性，就看不到这可爱的数据结构了。
如果main()里用到了list的方法，那么那些方法调用点上也会留下1的痕迹，例如如果调用list.add("");，则会留下“java/util/List.add:(Ljava/lang/Object;)Z”这种记录。
2留下的是“java/util/ArrayList."<init>":()V”，同样也丢失了泛型信息。

由上述讨论可知，想对带有未绑定的泛型变量的泛型类型获取其实际类型是不现实的，因为class文件里根本没记录实际类型的信息。觉得这句话太拗口的话用例子来理解：要想对java.util.List<E>获取E的实际类型是不现实的，因为List.class文件里只记录了E，却没记录使用List<E>时E的实际类型。
想对局部变量等“使用一侧”的已绑定的泛型类型获取其实际类型也不现实，同样是因为class文件中根本没记录这个信息。例子直接看上面讲“使用一侧”的就可以了。

知道了什么信息有记录，什么信息没有记录之后，也就可以省点力气不去纠结“拿不到T的实际类型”、“建不出T类型的数组”、“不能对T类型做instanceof”之类的问题了orz