Java类型擦除

什么是类型擦除

Java在编译后的字节码(.class)文件中是不包含泛型中的类型信息的，使用泛型的时候加上的类型参数，会被编译器在编译的时候去掉，这个过程就称为类型擦除。如在代码中定义的List<Object>和List<String>等类型，在编译之后都会变成List，JVM看到的只是List，而由泛型附加的类型信息对JVM来说是不可见的。 因此，对于JVM来说，List<Object>和List<String>就是同一个类，所以，泛型实际上是Java语言的一个语法糖，又被叫做伪泛型。

类型擦除带来的特性

1.泛型类并没有自己独有的Class类对象。比如并不存在List<String>.class或是List<Integer>.class，而只有List.class，例如，下面的代码输出结果为true。

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

2.静态变量是被泛型类的所有实例所共享的。对于声明为MyClass<T>的类，访问其中的静态变量的方法仍然是MyClass.StaticVar。不管是通过new MyClass<String>，还是new MyClass<Integer>创建的对象，都是共享一个静态变量。
3.泛型的类型参数不能用在Java异常处理的catch语句中。因为异常处理是由JVM在运行时刻来进行的。由于类型信息被擦除，JVM是无法区分两个异常类型MyException<String>和MyException<Integer>的。对于JVM来说，它们都是MyException类型的，也就无法执行与异常对应的catch语句。

类型擦除的过程

类型擦除的基本过程也比较简单，首先是找到用来替换类型参数的具体类。这个具体类一般是Object。如果指定了类型参数的上界的话，则使用这个上界。把代码中的类型参数都替换成具体的类。同时去掉出现的类型声明，即去掉<>的内容。比如T get()方法声明就变成了Object get()，List<String>就变成了List。接下来就可能需要生成一些桥接方法（bridge method）。这是由于擦除了类型之后的类可能缺少某些必须的方法。比如考虑下面的代码，当类型信息被擦除之后，上述类的声明变成了Class MyString implements Comparable。但是这样的话，类MyString就会有编译错误，因为没有实现接口Comparable声明的int compareTo(Object)方法。这个时候就由编译器来动态生成这个方法。

class MyString implements Comparable<String> {
    public int compareTo(String str) {        
        return 0;    
    }
} 

实例分析

了解了类型擦除机制之后，就会明白编译器承担了全部的类型检查工作。编译器禁止某些泛型的使用方式，正是为了确保类型的安全性。以上面提到的List<Object>和List<String>为例来具体分析：

public void inspect(List<Object> list) {    
    for (Object obj : list) {        
        System.out.println(obj);    
    }    
    list.add(1); 
}
public void test() {    
    List<String> strs = new ArrayList<String>();    
    inspect(strs); //编译错误 
}

这段代码中，inspect()方法接受List<Object>作为参数，当在test()方法中试图传入List<String>的时候，会出现编译错误。假设这样的做法是允许的，那么在inspect()方法就可以通过list.add(1)来向集合中添加一个数字。这样在test()方法看来，其声明为List<String>的集合中却被添加了一个Integer类型的对象。这显然是违反类型安全的原则的，在某个时候肯定会抛出ClassCastException。因此，编译器禁止这样的行为。编译器会尽可能的检查可能存在的类型安全问题。对于确定是违反相关原则的地方，会给出编译错误。当编译器无法判断类型的使用是否正确的时候，会给出警告信息。