Spring杂谈 | 你真的了解泛型吗?从java的Type到Spring的ResolvableTy_第1张图片

关于泛型的基本知识在本文中不会过多提及,本文主要解决的是如何处理泛型,以及java中Type接口下对泛型的一套处理机制,进而分析Spring中的ResolvableType。

目录

  • 简介
  • 接口定义
  • UML类图
  • 概览
    • 方法分析
    • forClass系列方法
    • forConstructor系列方法
    • forMethod系列方法
    • forConstructor系列方法
    • forField系列方法
    • forType系列(源码分析)

Type

简介

Type是Java 编程语言中所有类型的公共高级接口(官方解释),也就是Java中所有类型的“爹”;其中,“所有类型”的描述尤为值得关注。它并不是我们平常工作中经常使用的 int、String、List、Map等数据类型,而是从Java语言角度来说,对基本类型、引用类型向上的抽象;

Type体系中类型的包括:Class类型(原始类型,基本类型)、参数化类型(ParameterizedType)、数组类型(GenericArrayType)、类型变量(TypeVariable);

原始类型,不仅仅包含我们平常所指的类,还包括枚举、数组、注解等;

基本类型,也就是我们所说的java的基本类型,即int,float,double等

参数化类型,就是我们平常所用到的泛型List、Map这种;

类型变量,就是我们在定义泛型时使用到的T,U,K这些,例如Person,这里的T就是类型变量

数组类型,并不是我们工作中所使用的数组String[] 、byte[],而是参数化类型或者类型变量的数据,即T[] ,或者List[];

Type体系的出现主要是为了解决泛型的一系列问题。

接口定义

public interface Type {
   // 返回这个类型的名称
    default String getTypeName() {
        return toString();
    }
}

可以看到Type接口内只定义了一个方法,这个方法会返回该类型的名称

UML类图

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在上面的图中对于Class我相信大家都已经很了解了。我们主要对其余四个子接口进行测试分析

ParameterizedType

简介

参数化类型,也就是我们所说的泛型。像List就是一个参数化类型,但是List并不是,因为没有使用泛型。

接口定义

public interface ParameterizedType extends Type {
 // 对于一个参数化类型而言,必定是带有泛型的,所有这里是为了获取到其中的泛型的具体类型,也就是<>中的内容
    // 返回一个数组是因为,有时候会定义多个泛型,比如Map
    Type[] getActualTypeArguments();

 // 获取原始类型,这里不带泛型,就是class
    Type getRawType();

 // 获取这个类所在类的类型,这里可能比较拗口,举个例子,假如当前这个ParameterizedType的类型为
    // O.I,那么调用这个方法所返回的就是一个O类型
    Type getOwnerType();
}

使用示例

public class Main extends OwnerTypeDemo {

    private List stringList;

    private Map stringStringMap;

    private Map.Entry entry;

    private OwnerTypeDemo.Test testOwnerType;

    private List list;

    private Map map;

    public void test(List stringList, List list) {

    }

    public static void main(String[] args) {
        Class
mainClass = Main.class; Field[] fields = mainClass.getDeclaredFields(); for (Field field : fields) { Type genericType = field.getGenericType(); String typeName = genericType.getTypeName(); String name = field.getName(); if (genericType instanceof ParameterizedType) { System.out.println(name + "是一个参数化类型,类型名称为:" + typeName); ParameterizedType parameterizedType = (ParameterizedType) genericType; Type[] actualTypeArguments = parameterizedType.getActualTypeArguments(); System.out.println(name + "的actualTypeArguments:" + Arrays.toString(actualTypeArguments)); Type ownerType = parameterizedType.getOwnerType(); System.out.println(name + "的ownerType:" + ownerType); Type rawType = parameterizedType.getRawType(); System.out.println(name + "的rawType:" + rawType); } else { System.out.println(name + "不是一个参数化类型,类型名称为:" + typeName); } } System.out.println("===================开始测试方法中的参数========================="); Method[] declaredMethods = mainClass.getDeclaredMethods(); for (Method declaredMethod : declaredMethods) { String methodName = declaredMethod.getName(); Type[] genericParameterTypes = declaredMethod.getGenericParameterTypes(); for (int i = 0; i < genericParameterTypes.length; i++) { Type parameterType = genericParameterTypes[i]; String typeName = parameterType.getTypeName(); System.out.println("打印" + methodName + "方法的参数," + "第" + (i + 1) + "个参数为:" + parameterType); if (parameterType instanceof ParameterizedType) { System.out.println("第" + (i + 1) + "个参数是一个参数化类型, 类型名称为 : " + typeName); } else { System.out.println("第" + (i + 1) + "个参数不是一个参数化类型, 类型名称为 : " + typeName); } } } System.out.println("===================开始测试父类中的泛型========================="); // 获取带有泛型的父类 Type genericSuperclass = mainClass.getGenericSuperclass(); if (genericSuperclass instanceof ParameterizedType) { System.out.println("父类是一个参数化类型,类型名称为:" + genericSuperclass.getTypeName()); } } } class OwnerTypeDemo { class Test { } }

程序会做如下输出:

stringList是一个参数化类型,类型名称为:java.util.List
stringList的actualTypeArguments:[class java.lang.String]
stringList的ownerType:null
stringList的rawType:interface java.util.List
stringStringMap是一个参数化类型,类型名称为:java.util.Map
stringStringMap的actualTypeArguments:[class java.lang.String, class java.lang.String]
stringStringMap的ownerType:null
stringStringMap的rawType:interface java.util.Map
entry是一个参数化类型,类型名称为:java.util.Map$Entry
entry的actualTypeArguments:[class java.lang.String, ?]
entry的ownerType:interface java.util.Map
entry的rawType:interface java.util.Map$Entry
testOwnerType是一个参数化类型,类型名称为:main.java.OwnerTypeDemo$Test
testOwnerType的actualTypeArguments:[class java.lang.String]
testOwnerType的ownerType:main.java.OwnerTypeDemo
testOwnerType的rawType:class main.java.OwnerTypeDemo$Test
list不是一个参数化类型,类型名称为:java.util.List
map不是一个参数化类型,类型名称为:java.util.Map
===================开始测试方法中的参数=========================
打印main方法的参数,第1个参数为:class [Ljava.lang.String;
第1个参数不是一个参数化类型, 类型名称为 :java.lang.String[]
打印test方法的参数,第1个参数为:java.util.List
第1个参数是一个参数化类型, 类型名称为 :java.util.List
打印test方法的参数,第2个参数为:interface java.util.List
第2个参数不是一个参数化类型, 类型名称为 : java.util.List
===================开始测试父类中的泛型=========================
父类是一个参数化类型,类型名称为:main.java.OwnerTypeDemo

通过上面的例子可以看出,ParameterizedType可以让我们明确字段或者方法参数上是否使用了泛型,并获取到泛型的具体类型。那是不是依赖ParameterizedType就能解决所有的泛型问题了呢?答案显然是不是的,我们看一个特殊的例子:

public class SpecialDemo {

    T t;

    public static void main(String[] args) {
        Class specialDemoClass = SpecialDemo.class;
        Field[] declaredFields = specialDemoClass.getDeclaredFields();
        for (Field declaredField : declaredFields) {
            Type genericType = declaredField.getGenericType();
            if (genericType instanceof ParameterizedType) {
                System.out.println("t是一个参数化类型");
            } else {
                System.out.println("t不是一个参数化类型");
            }
        }
    }
    // 程序输出:t不是一个参数化类型
}

运行上面的程序,会发现字段t不是一个参数化类型,这就意味着没办法通过ParameterizedType来解决这一类泛型问题。我们分析,会发现其实T类似于一个变量,我们可以在使用时可以传入具体的类,比如我们可以这样:

SpecialDemo specialDemo = new SpecialDemo<>();

同时这个基于这个表达式,我们知道这个变量是具有属性的,最直观的就是T是有上界的,所有的T都继承了Type。基于这种情况,Java对其进行了抽象,得到了一个新的类型TypeVariable。

TypeVariable

简介

类型变量,或者也可以叫泛型变量。具体就是指我们在申明泛型时定义的T,K,U这种变量。在之前的例子中,SpecialDemo,T就是一个类型变量。

接口定义

public interface TypeVariable extends Type, AnnotatedElement {
    // 获取泛型的边界
    Type[] getBounds();
 // 获取申明所在的具体对象
    D getGenericDeclaration();
 // 获取具体类型变量的名称
    String getName();
 // 获取类型变量边界上添加的注解
    AnnotatedType[] getAnnotatedBounds();
}

可以看到,TypeVariable本身也使用了泛型,并且泛型的上界为GenericDeclaration。在了解TypeVariable之前,有必要先对GenericDeclaration做一个简单的说明。GenericDeclaration这个接口主要限定了哪些地方可以定义TypeVariable,换言之,也就是定义了哪些地方可以申明泛型。这个接口只有3个实现类(忽略Executable抽象类)。如下:

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在这里插入图片描述

从这里我们也能看到,我们只能在方法(包括普通方法跟构造方法)以及类上申明泛型。

这里需要对接口定义的方法做进一步的说明:

  1. getBounds()会返回泛型的边界,但是这里的边界跟我们在参数化类型中定义的边界不同,这里的边界只有上界。即我们不通通过super关键字来申明一个泛型,例如下面这种:
class A{}

在申明泛型时,我们要明确一点,申明是为了使用,而在上面的例子中,我们不能使用T来干任何事情,因为我们不能确定T中的任何方法(只能确定它是一个Object,但是这没有任何意义)。所以对于泛型变量来说,只存在上界,也就是只能使用extends关键字进行申明

  1. getGenericDeclaration(),返回泛型申明时所在的类或者方法

  2. 返回泛型变量的名称,也就是我们定义泛型时采用的T,K,U这一类的名称

  3. getAnnotatedBounds(),此方法返回一个AnnotatedType类型的数组,获取的是我们在类型变量的上界。不同于getBounds()方法的是,这个方法可以获取到边界上添加的注解

使用示例

public class TypeVariableMain {

    public  void testTypeVariable(Map map) {

    }

    public static void main(String[] args) {
        Class typeVariableMainClass = TypeVariableMain.class;
        TypeVariable>[] typeParameters = typeVariableMainClass.getTypeParameters();
        for (int i = 0; i < typeParameters.length; i++) {
            TypeVariable> typeParameter = typeParameters[i];
            Type[] bounds = typeParameter.getBounds();
            String name = typeParameter.getName();
            AnnotatedType[] annotatedBounds = typeParameter.getAnnotatedBounds();
            Class genericDeclaration = typeParameter.getGenericDeclaration();
            System.out.println("第" + (i + 1) + "个类型变量的名称为:" + name);
            System.out.println("通过getBounds方法获取到,第" + (i + 1) + "个类型变量的边界为:" + Arrays.toString(bounds));
            System.out.println("第" + (i + 1) + "个类型变量的申明的位置为:" + genericDeclaration);
            System.out.println("通过getAnnotatedBounds方法获取到,第" + (i + 1) + "个类型变量的边界为:"
                    + Arrays.stream(annotatedBounds).map(AnnotatedType::getType).collect(Collectors.toList()));
            for (AnnotatedType annotatedType : annotatedBounds) {
                Annotation[] annotations = annotatedType.getAnnotations();
                if (annotations.length > 0) {
                    System.out.println("第" + (i + 1) + "个类型变量的上界上添加了注解,注解为" + annotations[0]);
                }
            }
        }
        System.out.println("===================基于方法获取类型变量====================");
        Method[] declaredMethods = typeVariableMainClass.getDeclaredMethods();
        for (Method declaredMethod : declaredMethods) {
            String methodName = declaredMethod.getName();
            if (methodName.equals("main")) {
                // 为了方便,直接排除main函数了
                continue;
            }
            TypeVariable[] typeVariables = declaredMethod.getTypeParameters();
            int i = 1;
            for (TypeVariable typeVariable : typeVariables) {
                System.out.println("方法:\"" + methodName + "\"的第" + (i++) + "个类型变量为" + typeVariable.getName());
            }
        }
    }
}

程序打印如下:

第1个类型变量的名称为:T
通过getBounds方法获取到,第1个类型变量的边界为:[class java.lang.Object]
第1个类型变量的申明的位置为:class main.java.TypeVariableMain
通过getAnnotatedBounds方法获取到,第1个类型变量的边界为:[class java.lang.Object]
第2个类型变量的名称为:K
通过getBounds方法获取到,第2个类型变量的边界为:[class java.lang.Integer, interface java.lang.reflect.Type]
第2个类型变量的申明的位置为:class main.java.TypeVariableMain
通过getAnnotatedBounds方法获取到,第2个类型变量的边界为:[class java.lang.Integer, interface java.lang.reflect.Type]
第2个类型变量的上界上添加了注解,注解为@main.java.TypeAnnotation()
===================基于方法获取类型变量====================
方法:"testTypeVariable"的第1个类型变量为U
方法:"testTypeVariable"的第2个类型变量为V

为了让大家加深对ParameterizedType以及TypeVariable理解,这里我额外添加一个Demo

public class TypeVariableMain02 {

    private K k;

    private List list;

    public static void main(String[] args) {
        Class typeVariableMain02Class = TypeVariableMain02.class;

        Field[] declaredFields = typeVariableMain02Class.getDeclaredFields();
        for (Field field : declaredFields) {
            Type genericType = field.getGenericType();
            String typeName = genericType.getTypeName();
            String name = field.getName();
            if (genericType instanceof ParameterizedType) {
                System.out.println(name + "是一个参数化类型,类型名称为:" + typeName);
                ParameterizedType parameterizedType = (ParameterizedType) genericType;
                Type[] actualTypeArguments = parameterizedType.getActualTypeArguments();
                System.out.println(name + "的actualTypeArguments:" + Arrays.toString(actualTypeArguments));
                Type ownerType = parameterizedType.getOwnerType();
                System.out.println(name + "的ownerType:" + ownerType);
                Type rawType = parameterizedType.getRawType();
                System.out.println(name + "的rawType:" + rawType);
                for (Type actualTypeArgument : actualTypeArguments) {
                    if (actualTypeArgument instanceof TypeVariable) {
                        System.out.println("字段:" + name + "中包含一个类型变量");
                        String name1 = ((TypeVariable) actualTypeArgument).getName();
                        AnnotatedType[] annotatedBounds = ((TypeVariable) actualTypeArgument).getAnnotatedBounds();
                        Type[] bounds = ((TypeVariable) actualTypeArgument).getBounds();
                        GenericDeclaration genericDeclaration = ((TypeVariable) actualTypeArgument).getGenericDeclaration();
                        System.out.println("类型变量的名称为:" + name1);
                        System.out.println("个类型变量的边界为:" + Arrays.toString(bounds));
                        System.out.println("类型变量的申明的位置为:" + genericDeclaration);
                        System.out.println("通过getAnnotatedBounds方法获取到,类型变量的边界为:" + annotatedBounds[0].getType());
                    }
                }
            } else if (genericType instanceof TypeVariable) {
                System.out.println(name + "是一个类型变量,类型名称为:" + typeName);
                TypeVariable typeVariable = (TypeVariable) genericType;
                Type[] bounds = typeVariable.getBounds();
                String name1 = typeVariable.getName();
                AnnotatedType[] annotatedBounds = typeVariable.getAnnotatedBounds();
                GenericDeclaration genericDeclaration = typeVariable.getGenericDeclaration();
                System.out.println("类型变量的名称为:" + name1);
                System.out.println("个类型变量的边界为:" + Arrays.toString(bounds));
                System.out.println("类型变量的申明的位置为:" + genericDeclaration);
                System.out.println("通过getAnnotatedBounds方法获取到,类型变量的边界为:" + annotatedBounds[0].getType() + "  " + annotatedBounds[1].getType());
            }
        }
    }
}

程序输出:

k是一个类型变量,类型名称为:K
类型变量的名称为:K
个类型变量的边界为:[class java.lang.Integer, interface java.lang.reflect.Type]
类型变量的申明的位置为:class main.java.TypeVariableMain02
通过getAnnotatedBounds方法获取到,类型变量的边界为:class java.lang.Integer  interface java.lang.reflect.Type
list是一个参数化类型,类型名称为:java.util.List
list的actualTypeArguments:[T]
list的ownerType:null
list的rawType:interface java.util.List
字段:list 中包含一个类型变量
类型变量的名称为:T
个类型变量的边界为:[class java.lang.Object]
类型变量的申明的位置为:class main.java.TypeVariableMain02
通过getAnnotatedBounds方法获取到,类型变量的边界为:class java.lang.Object

GenericArrayType

简介

GenericArrayType是Type的子接口,用于表示“泛型数组”,描述的是形如:A[]或T[]的类型。其实也就是描述ParameterizedType类型以及TypeVariable类型的数组,即形如:classA[][]、T[]等

接口定义

public interface GenericArrayType extends Type {
    // 返回数组中元素的类型,TypeVariable或者ParameterizedType
    Type getGenericComponentType();
}

使用示例

public class GenericArrayTypeMain {
    T[] t1;

    T[][] t2;

    List list;

    List[] stringListArray;

    String[][] stringArray;

    public static void main(String[] args) {
        Class genericArrayTypeMainClass = GenericArrayTypeMain.class;
        Field[] declaredFields = genericArrayTypeMainClass.getDeclaredFields();
        for (Field declaredField : declaredFields) {
            String name = declaredField.getName();
            Type genericType = declaredField.getGenericType();
            if (genericType instanceof GenericArrayType) {
                System.out.println(name + "是一个泛型数组");
                Type genericComponentType = ((GenericArrayType) genericType).getGenericComponentType();
                System.out.println("数组的元素类型为:" + genericComponentType);
            } else {
                System.out.println(name + "不是一个泛型数组");
            }
        }
    }
}

程序输出:

t1是一个泛型数组
数组的元素类型为:T
t2是一个泛型数组
数组的元素类型为:T[]
list不是一个泛型数组
stringListArray是一个泛型数组
数组的元素类型为:java.util.List
stringArray不是一个泛型数组

通过上面的Demo我们会发现,无论从左向右有几个[]并列,这个方法仅仅脱去最右边的[]之后剩下的内容就作为这个方法的返回值。

另外,在上面的例子中,大家可以思考以下几个问题:

  1. t1是一个泛型数组,数组的元素类型为:T,那么T是一个什么类型呢?

  2. t2是一个泛型数组,数组的元素类型为:T[],那么T[]又是什么类型?

上述问题留给大家自行思考


了解了ParameterizedType跟TypeVariable以及这两种类型的数组类型GenericArrayType之后,接着我们思考一个问题,我们在定义泛型时,经常会使用来通配符,形如下面这种形式{? extends Number},这个时候即使我们获取到? extends Number也没有办法做进一步的处理。这个时候就要用到我们接下来要介绍的这个接口了,请往下看

WildcardType

简介

专门用来处理泛型中的通配符,需要注意的是,WildcardType并不是JAVA所有类型中的一种,表示的仅仅是类似 {? extends T}、{? super K}这样的通配符表达式。

接口定义

public interface WildcardType extends Type {

    // 获取通配符表达式的上界
    Type[] getUpperBounds();

    // 获取通配符表达式的下界
    Type[] getLowerBounds();

}

上面这两个方法之所以会返回数组是为了保持扩展性,实际上现在返回的数组的大小就是1,JDK8中至少是这样的吗,更高版本的没有去尝试。

使用示例

public class WildcardTypeDemo {

    Map> map;

    public static void main(String[] args) {
        Class wildcardTypeDemoClass = WildcardTypeDemo.class;
        Field[] declaredFields = wildcardTypeDemoClass.getDeclaredFields();
        for (Field field : declaredFields) {
            Type genericType = field.getGenericType();
            if (genericType instanceof ParameterizedType) {
                // 使用了通配符表达泛型的,必定是一个参数化类型
                // 获取泛型的实际类型,就是获取<>中的内容,这里获取到的是>
                Type[] actualTypeArguments = ((ParameterizedType) genericType).getActualTypeArguments();
                for (Type actualTypeArgument : actualTypeArguments) {
                    // 两个泛型都使用了通配符,都会进入这个判断
                    if (actualTypeArgument instanceof WildcardType) {
                        // 分別获取上界跟下界
                        // ? super String,这个表达式的下界为String,上界为Object
                        // ? extends List,这个表达式的下界为Object,上界为List,
                        // 同时List又是一个参数化类型,而T又是一个类型变量
                        Type[] lowerBounds = ((WildcardType) actualTypeArgument).getLowerBounds();
                        Type[] upperBounds = ((WildcardType) actualTypeArgument).getUpperBounds();
                        // 这里我主要处理? extends List
                        for (Type upperBound : upperBounds) {
                            if (upperBound instanceof ParameterizedType) {
                                System.out.println("参数化类型的名称为:" + upperBound.getTypeName());
                                Type[] actualTypeArguments1 = ((ParameterizedType) upperBound).getActualTypeArguments();
                                for (Type type : actualTypeArguments1) {
                                    if (type instanceof TypeVariable) {
                                        String name = ((TypeVariable) type).getName();
                                        System.out.println("类型变量名称为:" + name);
                                    }
                                }
                            }
                        }
                    }
                }
            }
        }
    }

    // 程序输出:
    // 参数化类型的名称为:java.util.List
 // 类型变量名称为:T

我相信如果你对Java中的类型已经完全理解了,上面的代码配合注释应该不难看懂

ResolvableType

在学习了Java的Type体系后,我们会发现,依赖于整个Type体系去处理泛型代码非常的繁琐,并且不易于理解。基于这种情况,Spring开发了一个ResolvableType类,这个类对整个Type体系做了系统的封装。

实际上关于ResolvableType的学习大家可以参数Spring中的org.springframework.core.ResolvableTypeTests类,这是作者写好的单元测试类,覆盖了ResolvableType的所有方法。

这个类的代码量很大,不过我们也没有必要去详细地看每一行代码,粗略阅读源码后会发现这个类有以下几个特点

概览

  1. 所有的构造函数都是私有的

Spring杂谈 | 你真的了解泛型吗?从java的Type到Spring的ResolvableTy

在这里插入图片描述

在上图中那把小锁代表权限为private,就是私有的意思

  1. 构造函数都是在为相同的成员变量赋值,这里我随便放一个构造函数如下
private ResolvableType(Type type, @Nullable TypeProvider typeProvider,
                       @Nullable VariableResolver variableResolver, @Nullable ResolvableType componentType) {

    this.type = type;
    this.typeProvider = typeProvider;
    this.variableResolver = variableResolver;
    this.componentType = componentType;
    this.hash = null;
    this.resolved = resolveClass();
}
  1. 因为构造函数是私有的,所有它提供了一系列的方法来创建一个ResolvableType,如下:

Spring杂谈 | 你真的了解泛型吗?从java的Type到Spring的ResolvableTy_第4张图片
在这里插入图片描述

所有for开头的方法都是静态方法,同时都能获取一个ResolvableType,现在对常见的几个方法进行分析:

方法分析

forClass系列方法

Spring中经常会用到一个方法,ResolvableType.forRawClass(type),我们就先看下这一系列的三个方法

  1. ResolvableType.forRawClass(type)

  2. ResolvableType forClass(@Nullable Class clazz)

  3. ResolvableType forClass(Class baseType, Class implementationClass)

  4. ResolvableType forClassWithGenerics(Class clazz, Class... generics)

  5. ResolvableType forClassWithGenerics(Class clazz, ResolvableType... generics)

forRawClass(Class clazz)

public static ResolvableType forRawClass(@Nullable Class clazz) {
    return new ResolvableType(clazz) {
        @Override
        public ResolvableType[] getGenerics() {
            return EMPTY_TYPES_ARRAY;
        }
        @Override
        public boolean isAssignableFrom(Class other) {
            return (clazz == null || ClassUtils.isAssignable(clazz, other));
        }
        @Override
        public boolean isAssignableFrom(ResolvableType other) {
            Class otherClass = other.getRawClass();
            return (otherClass != null && (clazz == null || ClassUtils.isAssignable(clazz, otherClass)));
        }
    };
}

这个方法实际上做了两件事

  1. 调用了构造函数,private ResolvableType(@Nullable Class clazz)

  2. 复写了三个方法

对比另外一个方法

forClass(Class clazz)

public static ResolvableType forClass(@Nullable Class clazz) {
    return new ResolvableType(clazz);
}

对比后可以发现,这两个方法唯一的区别就是没有复写其中的三个方法。大家可以思考下,这是为什么呢?

其实区别在于,对于第一个forRawClass方法,入参传入的一定是一个原始数据类型,也就是一个不带泛型的类的Class对象,比如传入的可能是一个Person.class,Dog.class。对于这种原始数据类型,其getGenerics,isAssignableFrom方法的实现逻辑是固定的,所以forRawClass方法直接对这三个方法进行了复写。

forClass(Class baseType, Class implementationClass)


public static ResolvableType forClass(Class baseType, Class implementationClass) {
    Assert.notNull(baseType, "Base type must not be null");
    // as方法在之后分析,就是根据继承链找打对应的父类
    ResolvableType asType = forType(implementationClass).as(baseType);
    return (asType == NONE ? forType(baseType) : asType);
}

implementationClass是baseType的子类,这个方法主要获取baseType上定义的泛型,例如:

public class ResolvableTypeDemo {
    public static void main(String[] args) {
    // 获取到C继承的HashMap所构建的一个ResolvableType,会带用泛型
        ResolvableType resolvableType = ResolvableType.forClass(HashMap.class, C.class);
        ResolvableType[] generics = resolvableType.getGenerics();
        for (ResolvableType generic : generics) {
            // 程序打印:
            // class java.lang.String
            // class java.lang.Integer
            System.out.println(generic.getType());
        }
    }
}

class C extends HashMap {

}

forConstructor系列方法

public static ResolvableType forConstructorParameter(Constructor constructor, int parameterIndex,
                                                     Class implementationClass) {

    Assert.notNull(constructor, "Constructor must not be null");
    MethodParameter methodParameter = new MethodParameter(constructor, parameterIndex);
    methodParameter.setContainingClass(implementationClass);
    return forMethodParameter(methodParameter);
}

public static ResolvableType forConstructorParameter(Constructor constructor, int parameterIndex) {
    Assert.notNull(constructor, "Constructor must not be null");
    return forMethodParameter(new MethodParameter(constructor, parameterIndex));
}

可以看到,forConstructor系列方法最后都调用了forMethod系列方法,我们直接分析forMethod系列的方法

forMethod系列方法

Spring杂谈 | 你真的了解泛型吗?从java的Type到Spring的ResolvableTy_第5张图片
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主要分为两类方法

  1. forMethodParameter,解决方法参数上的类型问题

  2. forMethodReturnType,解决方法返回值的类型问题

forMethodParameter

public class ResolvableTypeDemo {

    public void test(List list, Map> map) {

    }

    public static void main(String[] args) throws Exception {
        Class resolvableTypeDemoClass = ResolvableTypeDemo.class;
        Method[] declaredMethods = resolvableTypeDemoClass.getDeclaredMethods();
        Method test = declaredMethods[1];
        // 获取方法的第一个参数对应的ResolvableType,参数为-1代表返回值,0为第一个,1为第二个,一次增加
        ResolvableType resolvableType0 = ResolvableType.forMethodParameter(test, 0);
        System.out.println(resolvableType0.resolve());
        System.out.println(resolvableType0.getType());
         // 获取方法的第二个参数对应的ResolvableType
        ResolvableType resolvableType1 = ResolvableType.forMethodParameter(test, 1);
        System.out.println(resolvableType1.resolve());
        System.out.println(resolvableType1.getType());
    }
}

forMethodReturnType

public static ResolvableType forMethodReturnType(Method method) {
    Assert.notNull(method, "Method must not be null");
    return forMethodParameter(new MethodParameter(method, -1));
}

调用逻辑很简单,调用forMethodParameter,并将方法的参数索引替换为-1,代表返回值

forConstructor系列方法

构造函数就是一个特殊的方法,所以都是直接调用的forMethod系列方法,这里就不多介绍了

forField系列方法

专门用于处理字段的类型,如下:

Spring杂谈 | 你真的了解泛型吗?从java的Type到Spring的ResolvableTy_第6张图片
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测试方法Demo

public class ResolvableTypeDemo {

    List stringList;

    List> lists;

    public static void main(String[] args) throws Exception {
        Class resolvableTypeDemoClass = ResolvableTypeDemo.class;
        Field[] declaredFields = resolvableTypeDemoClass.getDeclaredFields();
        for (Field declaredField : declaredFields) {
            System.out.println("=======字段名称"+declaredField.getName()+"=========");
            System.out.println("nestingLevel为1");
            ResolvableType resolvableType1 = ResolvableType.forField(declaredField,1);
            System.out.println(resolvableType1.getType());
            System.out.println(resolvableType1.resolve());
            System.out.println("nestingLevel为2");
            ResolvableType resolvableType2 = ResolvableType.forField(declaredField,2);
            System.out.println(resolvableType2.getType());
            System.out.println(resolvableType2.resolve());
            System.out.println("nestingLevel为3");
            ResolvableType resolvableType3 = ResolvableType.forField(declaredField,3);
            System.out.println(resolvableType3.getType());
            System.out.println(resolvableType3.resolve());
        }
    }
}

程序打印:

=======字段名称stringList=========
nestingLevel为1
java.util.List
interface java.util.List
nestingLevel为2
class java.lang.String
class java.lang.String
nestingLevel为3
org.springframework.core.ResolvableType$EmptyType@723279cf
null
=======字段名称lists=========
nestingLevel为1
java.util.List>
interface java.util.List
nestingLevel为2
java.util.List
interface java.util.List
nestingLevel为3
class java.lang.String
class java.lang.String

在上面的所有方法,最后都会调用一个forType方法,所以我们着重也就分析这个系列的方法

forType系列(源码分析)

Spring杂谈 | 你真的了解泛型吗?从java的Type到Spring的ResolvableTy
在这里插入图片描述

最终都会调用到这个方法中,源码如下:

static ResolvableType forType(
    @Nullable Type type, @Nullable TypeProvider typeProvider, @Nullable VariableResolver variableResolver) {

    // 这里可以看出,即使我们提供了一个typeProvider,也不会直接调用它的getType返回,而是会进行一层包装,这个是为什么呢?我们稍后分析
    if (type == null && typeProvider != null) {
        type = SerializableTypeWrapper.forTypeProvider(typeProvider);
    }

    if (type == null) {
        // 自身定义的一个常量,ResolvableType NONE = new ResolvableType(EmptyType.INSTANCE, null, null, 0);
        return NONE;
    }

 // 如果是原始的数据类型(一个简单的Class引用),那么直接封装后返回,这里不做缓存,因为没有上面昂贵的开销
    if (type instanceof Class) {
        return new ResolvableType(type, typeProvider, variableResolver, (ResolvableType) null);
    }

 // 省略缓存相关的代码。。。
    return resultType;
}

上面这段代码比较核心的就是SerializableTypeWrapper.forTypeProvider(typeProvider),我之前也提到了一个问题,为什么要多包装一层呢?这么做的目的主要就是为了得到一个可以进行序列化的Type。

它的核心代码如下:

static Type forTypeProvider(TypeProvider provider) {
    // 直接从provider获取到具体的类型
    Type providedType = provider.getType();
    if (providedType == null || providedType instanceof Serializable) {
        // 如果本身可以序列化的直接返回,例如Java.lang.Class。
        // 如果不能进行序列化,多进行一层包装
        return providedType;
    }
    // 不用管这段代码,我们开发过程中必定不成立
    if (GraalDetector.inImageCode() || !Serializable.class.isAssignableFrom(Class.class)) {
        return providedType;
    }

    // 从缓存中获取
    Type cached = cache.get(providedType);
    if (cached != null) {
        return cached;
    }
    // 遍历支持的集合,就是GenericArrayType.class, ParameterizedType.class, TypeVariable.class, WildcardType.class,处理这个四种类型
    for (Class type : SUPPORTED_SERIALIZABLE_TYPES) {
        if (type.isInstance(providedType)) {
            ClassLoader classLoader = provider.getClass().getClassLoader();
            // 创建的代理类实现的接口,type就不用说了代理类跟目标类必须是同一个类型
            // SerializableTypeProxy:标记接口,标志是一个代理类
            // Serializable:代表可以被序列化
            Class[] interfaces = new Class[] {type, SerializableTypeProxy.class, Serializable.class};
            // 核心代码:TypeProxyInvocationHandler是什么?
            InvocationHandler handler = new TypeProxyInvocationHandler(provider);
            // 依赖于先前的InvocationHandler,以当前的type为目标对象创建了一个代理对象
            // 
            cached = (Type) Proxy.newProxyInstance(classLoader, interfaces, handler);
            cache.put(providedType, cached);
            return cached;
        }
    }
    throw new IllegalArgumentException("Unsupported Type class: " + providedType.getClass().getName());
}

解析来我们分下下TypeProxyInvocationHandler这个类

private static class TypeProxyInvocationHandler implements InvocationHandler, Serializable {

    private final TypeProvider provider;

    public TypeProxyInvocationHandler(TypeProvider provider) {
        this.provider = provider;
    }

    @Override
    @Nullable
    public Object invoke(Object proxy, Method method, @Nullable Object[] args) throws Throwable {
        // 复写目标类的equals方法
        if (method.getName().equals("equals") && args != null) {
            Object other = args[0];
            // Unwrap proxies for speed
            if (other instanceof Type) {
                other = unwrap((Type) other);
            }
            return ObjectUtils.nullSafeEquals(this.provider.getType(), other);
        }
        // 复写目标类的hashCode方法
        else if (method.getName().equals("hashCode")) {
            return ObjectUtils.nullSafeHashCode(this.provider.getType());
        }

         // 复写目标类的getTypeProvider方法
        else if (method.getName().equals("getTypeProvider")) {
            return this.provider;
        }

        // 之所以不直接返回method.invoke(this.provider.getType(), args);也是为了缓存
        // 空参的时候才能缓存,带参数的话不能缓存,因为每次调用传入的参数可能不一样
        if (Type.class == method.getReturnType() && args == null) {
            return forTypeProvider(new MethodInvokeTypeProvider(this.provider, method, -1));
        }
        else if (Type[].class == method.getReturnType() && args == null) {
            Type[] result = new Type[((Type[]) method.invoke(this.provider.getType())).length];
            for (int i = 0; i < result.length; i++) {
                result[i] = forTypeProvider(new MethodInvokeTypeProvider(this.provider, method, i));
            }
            return result;
        }

        try {
            return method.invoke(this.provider.getType(), args);
        }
        catch (InvocationTargetException ex) {
            throw ex.getTargetException();
        }
    }
}

总结

在这篇文章中我们主要学习了java的Type机制,如下:

Spring杂谈 | 你真的了解泛型吗?从java的Type到Spring的ResolvableTy_第7张图片
在这里插入图片描述
Type主要是用来处理泛型的,但是通过Java原始的这一套,处理起来及其的繁琐,所以Spring自行封装了一个ResolvableType,我们在处理类,方法,构造函数,字段时,只需要调用对应的方法就能返回一个对应的ResolvableType,一个ResolvableType就封装了对应的这个对象的原始类型,泛型等等,封装了Java中的所有类型。从这里也能看出Spring的牛逼之处,处理提供了IOC,AOP这两个强大的功能,还封装了一系列的简单易用的工具类。

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