java反射技术的案例之泛型擦除

泛型擦除

正确理解泛型概念的首要前提是理解类型擦除(type erasure)。 Java中的泛型基本上都是在编译器这个层次来实现的。在生成的Java字节代码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和List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。Java编译器会在编译时尽可能的发现可能出错的地方,但是仍然无法避免在运行时刻出现类型转换异常的情况。类型擦除也是Java的泛型实现方式与C++模板机制实现方式之间的重要区别。
 
很多泛型的奇怪特性都与这个类型擦除的存在有关,包括:
 
泛型类并没有自己独有的Class类对象。比如并不存在List.class或是List.class,而只有List.class。
静态变量是被泛型类的所有实例所共享的。对于声明为MyClass的类,访问其中的静态变量的方法仍然是 MyClass.myStaticVar。不管是通过new MyClass还是new MyClass创建的对象,都是共享一个静态变量。
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和MyException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。
代码案例:
 
    
  1. package com.lemon.test;
  2. import java.lang.reflect.Method;
  3. import java.util.ArrayList;
  4. /**
  5. * 反射技术可以用于泛型擦除(理解):
  6. * 思考,将已存在的ArrayList集合中添加一个字符串数据,如何实现呢?
  7. * 我来告诉大家,其实程序编译后产生的.class文件中是没有泛型约束的,这种现象我们称为
  8. * 泛型的擦除。那么,我们可以通过反射技术,来完成向有泛型约束的集合中,添加任意类型的元素
  9. * @author Lemon
  10. *
  11. */
  12. public class ReflexTest01 {
  13. public static void main(String[] args) throws ReflectiveOperationException {
  14. // 新建一个ArrayList集合,并添加元素
  15. ArrayList<Integer> array = new ArrayList<>();
  16. array.add(10);
  17. array.add(20);
  18. array.add(30);
  19. array.add(40);
  20. // array.add("因为泛型的原因,字符串添加不进去");
  21. // 获取ArrayList<>的Class对象
  22. Class extends ArrayList> arrayClass = array.getClass();
  23. // 找到add方法
  24. Method addMethod = arrayClass.getMethod("add", Object.class);
  25. addMethod.invoke(array, "双击666,果然可以啊!");
  26. System.out.println(array);
  27. }
  28. }
运行结果:
 
    
  1. [10, 20, 30, 40, 双击666,果然可以啊!]

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