Java 类型安全的异构容器

参考自：importNew

我们的想法是用key自身的class 类型作为key。因为Class 是参数化的类型，它可以确保我们使Context方法是类型安全的，而无需诉诸于一个未经检查的强制转换为T。这种形式的一个Class 对象称之为类型令牌（type token）。

public class Context {
 
  private final Map, Object> values = new HashMap<>();
 
  public  void put( Class key, T value ) {
    values.put( key, value );
  }
 
  public  T get( Class key ) {
    return key.cast( values.get( key ) );
  }
 
  [...]
}

请注意在 Context#get 的实现中是如何用一个有效的动态变量替换向下转型的。客户端可以这样使用这个context：

Context context = new Context();
Runnable runnable ...
context.put( Runnable.class, runnable );
 
// several computation cycles later...    
Executor executor = ...
context.put( Executor.class, executor );
 
// even more computation cycles later...
Runnable value = context.get( Runnable.class );

这次客户端的代码将可以正常工作，不再有类转换的问题，因为不可能通过一个不同的值类型来交换某个键值对。

Bloch指出这种模式有两个局限性。“首先，恶意的客户端可以通过以原生态形式（raw form）使用class对象轻松地破坏类型安全。”为了确保在运行时类型安全可以在 Context#put中使用动态转换（dynamic cast）。

public  void put( Class key, T value ) {
  values.put( key, key.cast( value ) );
}

第二个局限在于它不能用在不可具体化（ non-reifiable ）的类型中

换句话说，你可以保存Runnable 或Runnable[]，但是不能保存List。

这是因为List没有特定class对象，所有的参数化类型指的是相同的List.class 对象。因此，Bloch指出对于这种局限性没有满意的解决方案。

多条同类型容器条目

为了能够存储多条同类型容器条目，我们可以用自定义key改变 Context 类。这种key必须提供我们类型安全所需的类型信息，以及区分不同的值对象（value objects）的标识。一个以 String 实例为标识的、幼稚的key实现可能是这样的：

public class Key {
 
  final String identifier;
  final Class type;
 
  public Key( String identifier, Class type ) {
    this.identifier = identifier;
    this.type = type;
  }
}

我们再次使用参数化的 Class作为类型信息的钩子，调整后的Context将使用参数化的 Key而不是 Class。

public class Context {
 
  private final Map, Object> values = new HashMap<>();
 
  public  void put( Key key, T value ) {
    values.put( key, value );
  }
 
  public  T get( Key key ) {
    return key.type.cast( values.get( key ) );
  }
 
  [...]
}

客户端将这样使用这个版本的 Context ：

Context context = new Context();
 
Runnable runnable1 = ...
Key key1 = new Key<>( "id1", Runnable.class );
context.put( key1, runnable1 );
 
Runnable runnable2 = ...
Key key2 = new Key<>( "id2", Runnable.class );
context.put( key2, runnable2 );
 
// several computation cycles later...
Runnable actual = context.get( key1 );
 
assertThat( actual ).isSameAs( runnable1 );

虽然这个代码片段可用，但仍有缺陷。在 Context#get中， Key被用作查询参数。用相同的identifier和class初始化两个不同的 Key的实例，一个用于put，另一个用于get，最后 get操作将返回 null 。这不是我们想要的……

Context context = new Context();
 
Runnable runnable1 = ...
Key key1 = new Key<>( "same-id", Runnable.class );
Key key2 = new Key<>( "same-id", Runnable.class );
context.put( key1, runnable1 );//一个用于put
 
context.get(key2); //另一个用于get --> return null;

幸运的是，为 Key设计合适的 equals 和 hashCode 可以轻松解决这个问题，进而使 HashMap 查找按预期工作。最后，你可以为创建key提供一个工厂方法以简化其创建过程（与static import一起使用时有用）：

public static  Key key( String identifier, Class type ) {
  return new Key( identifier, type );
}