泛型，一個(gè)孤獨(dú)的守門者。
大家可能會有疑問，我為什么叫做泛型是一個(gè)守門者。這其實(shí)是我個(gè)人的看法而已，我的意思是說泛型沒有其看起來那么深不可測，它并不神秘與神奇。泛型是 Java 中一個(gè)很小巧的概念，但同時(shí)也是一個(gè)很容易讓人迷惑的知識點(diǎn)，它讓人迷惑的地方在于它的許多表現(xiàn)有點(diǎn)違反直覺。
文章開始的地方，先給大家奉上一道經(jīng)典的測試題。
List l1 = new ArrayList();
List l2 = new ArrayList();
System.out.println(l1.getClass() == l2.getClass()); 請問，上面代碼最終結(jié)果輸出的是什么？不了解泛型的和很熟悉泛型的同學(xué)應(yīng)該能夠答出來，而對泛型有所了解，但是了解不深入的同學(xué)可能會答錯(cuò)。
正確答案是 true。
上面的代碼中涉及到了泛型，而輸出的結(jié)果緣由是類型擦除。先好好說說泛型。
泛型的英文是 generics，generic 的意思是通用,而翻譯成中文，泛應(yīng)該意為廣泛，型是類型。所以泛型就是能廣泛適用的類型。
但泛型還有一種較為準(zhǔn)確的說法就是為了參數(shù)化類型，或者說可以將類型當(dāng)作參數(shù)傳遞給一個(gè)類或者是方法。
那么，如何解釋類型參數(shù)化呢？
public class Cache {
Object value;
public Object getValue() {
return value;
}
public void setValue(Object value) {
this.value = value;
}
}假設(shè) Cache 能夠存取任何類型的值，于是，我們可以這樣使用它。
Cache cache = new Cache();
cache.setValue(134);
int value = (int) cache.getValue();
cache.setValue('hello');
String value1 = (String) cache.getValue();使用的方法也很簡單，只要我們做正確的強(qiáng)制轉(zhuǎn)換就好了。
但是，泛型卻給我們帶來了不一樣的編程體驗(yàn)。
public class Cache {
T value;
public Object getValue() {
return value;
}
public void setValue(T value) {
this.value = value;
}
}這就是泛型，它將 value 這個(gè)屬性的類型也參數(shù)化了，這就是所謂的參數(shù)化類型。再看它的使用方法。
CacheString> cache1 = new CacheString>();
cache1.setValue('123');
String value2 = cache1.getValue();
CacheInteger> cache2 = new CacheInteger>();
cache2.setValue(456);
int value3 = cache2.getValue();最顯而易見的好處就是它不再需要對取出來的結(jié)果進(jìn)行強(qiáng)制轉(zhuǎn)換了。但，還有另外一點(diǎn)不同。
泛型除了可以將類型參數(shù)化外，而參數(shù)一旦確定好，如果類似不匹配，編譯器就不通過。
上面代碼顯示，無法將一個(gè) String 對象設(shè)置到 cache2 中，因?yàn)榉盒妥屗唤邮?Integer 的類型。
所以，綜合上面信息，我們可以得到下面的結(jié)論。
與普通的 Object 代替一切類型這樣簡單粗暴而言，泛型使得數(shù)據(jù)的類別可以像參數(shù)一樣由外部傳遞進(jìn)來。它提供了一種擴(kuò)展能力。它更符合面向抽象開發(fā)的軟件編程宗旨。
當(dāng)具體的類型確定后，泛型又提供了一種類型檢測的機(jī)制，只有相匹配的數(shù)據(jù)才能正常的賦值，否則編譯器就不通過。所以說，它是一種類型安全檢測機(jī)制，一定程度上提高了軟件的安全性防止出現(xiàn)低級的失誤。
泛型提高了程序代碼的可讀性，不必要等到運(yùn)行的時(shí)候才去強(qiáng)制轉(zhuǎn)換，在定義或者實(shí)例化階段，因?yàn)?nbsp;Cache 這個(gè)類型顯化的效果，程序員能夠一目了然猜測出代碼要操作的數(shù)據(jù)類型。
下面的文章，我們正常介紹泛型的相關(guān)知識。
泛型按照使用情況可以分為 3 種。
1. 泛型類。
2. 泛型方法。
3. 泛型接口。
我們可以這樣定義一個(gè)泛型類。
public class Test {
T field1;
}尖括號 <> 中的 T 被稱作是類型參數(shù)，用于指代任何類型。事實(shí)上，T 只是一種習(xí)慣性寫法，如果你愿意。你可以這樣寫。
public class Test {
Hello field1;
}但出于規(guī)范的目的，Java 還是建議我們用單個(gè)大寫字母來代表類型參數(shù)。常見的如：
1. T 代表一般的任何類。
2. E 代表 Element 的意思，或者 Exception 異常的意思。
3. K 代表 Key 的意思。
4. V 代表 Value 的意思，通常與 K 一起配合使用。
5. S 代表 Subtype 的意思，文章后面部分會講解示意。
如果一個(gè)類被
那么對于泛型類怎么樣使用呢？
TestString> test1 = new Test<>();
TestInteger> test2 = new Test<>();只要在對泛型類創(chuàng)建實(shí)例的時(shí)候，在尖括號中賦值相應(yīng)的類型便是。T 就會被替換成對應(yīng)的類型，如 String 或者是 Integer。你可以相像一下，當(dāng)一個(gè)泛型類被創(chuàng)建時(shí)，內(nèi)部自動擴(kuò)展成下面的代碼。
public class Test {
String field1;
}當(dāng)然，泛型類不至接受一個(gè)類型參數(shù)，它還可以這樣接受多個(gè)類型參數(shù)。
public class MultiType {
E value1;
T value2;
public E getValue1(){
return value1;
}
public T getValue2(){
return value2;
}
}public class Test1 {
public void testMethod(T t){
}
} 泛型方法與泛型類稍有不同的地方是，類型參數(shù)也就是尖括號那一部分是寫在返回值前面的。
當(dāng)然，聲明的類型參數(shù)，其實(shí)也是可以當(dāng)作返回值的類型的。
public T testMethod1(T t){
return null;
} public class Test1{
public void testMethod(T t){
System.out.println(t.getClass().getName());
}
public T testMethod1(T t){
return t;
}
} 上面代碼中，Test1 是泛型類，testMethod 是泛型類中的普通方法，而 testMethod1 是一個(gè)泛型方法。而泛型類中的類型參數(shù)與泛型方法中的類型參數(shù)是沒有相應(yīng)的聯(lián)系的，泛型方法始終以自己定義的類型參數(shù)為準(zhǔn)。
所以，針對上面的代碼，我們可以這樣編寫測試代碼。
Test1String> t = new Test1();
t.testMethod('generic');
Integer i = t.testMethod1(new Integer(1));泛型類的實(shí)際類型參數(shù)是 String，而傳遞給泛型方法的類型參數(shù)是 Integer，兩者不想干。
但是，為了避免混淆，如果在一個(gè)泛型類中存在泛型方法，那么兩者的類型參數(shù)最好不要同名。比如，Test1 代碼可以更改為這樣
public class Test1{
public void testMethod(T t){
System.out.println(t.getClass().getName());
}
public E testMethod1(E e){
return e;
}
} 泛型接口和泛型類差不多，所以一筆帶過。
public interface IterableT> {
}除了用 這種形式。？ 被稱為通配符。
可能有同學(xué)會想，已經(jīng)有了 這樣的概念呢？
class Base{}
class Sub extends Base{}
Sub sub = new Sub();
Base base = sub;上面代碼顯示，Base 是 Sub 的父類，它們之間是繼承關(guān)系，所以 Sub 的實(shí)例可以給一個(gè) Base 引用賦值，那么
List lsub = new ArrayList<>();
List最后一行代碼成立嗎？編譯會通過嗎？
答案是否定的。
編譯器不會讓它通過的。Sub 是 Base 的子類，不代表 List 和 List 有繼承關(guān)系。
但是，在現(xiàn)實(shí)編碼中，確實(shí)有這樣的需求，希望泛型能夠處理某一范圍內(nèi)的數(shù)據(jù)類型，比如某個(gè)類和它的子類，對此 Java 引入了通配符這個(gè)概念。
所以，通配符的出現(xiàn)是為了指定泛型中的類型范圍。
通配符有 3 種形式。
被稱作無限定的通配符。
被稱作有上限的通配符。
被稱作有下限的通配符。
public void testWildCards(Collection collection){
}上面的代碼中，方法內(nèi)的參數(shù)是被無限定通配符修飾的 Collection 對象，它隱略地表達(dá)了一個(gè)意圖或者可以說是限定，那就是 testWidlCards() 這個(gè)方法內(nèi)部無需關(guān)注 Collection 中的真實(shí)類型，因?yàn)樗俏粗?/span>。所以，你只能調(diào)用 Collection 中與類型無關(guān)的方法。
我們可以看到，當(dāng) 存在時(shí)，Collection 對象喪失了 add() 方法的功能，編譯器不通過。
我們再看代碼。
List<>> wildlist = new ArrayList();
wildlist.add(123);// 編譯不通過 有人說， 提供了只讀的功能，也就是它刪減了增加具體類型元素的能力，只保留與具體類型無關(guān)的功能。它不管裝載在這個(gè)容器內(nèi)的元素是什么類型，它只關(guān)心元素的數(shù)量、容器是否為空？我想這種需求還是很常見的吧。
有同學(xué)可能會想， 既然作用這么渺小，那么為什么還要引用它呢？
個(gè)人認(rèn)為，提高了代碼的可讀性，程序員看到這段代碼時(shí)，就能夠迅速對此建立極簡潔的印象，能夠快速推斷源碼作者的意圖。
代表著類型未知，但是我們的確需要對于類型的描述再精確一點(diǎn)，我們希望在一個(gè)范圍內(nèi)確定類別，比如類型 A 及 類型 A 的子類都可以。
public void testSub(Collection para){
}上面代碼中，para 這個(gè) Collection 接受 Base 及 Base 的子類的類型。
但是，它仍然喪失了寫操作的能力。也就是說
para.add(new Sub());
para.add(new Base());仍然編譯不通過。
沒有關(guān)系，我們不知道具體類型，但是我們至少清楚了類型的范圍。
這個(gè)和 相對應(yīng)，代表 T 及 T 的超類。
public void testSuper(Collection<>super Sub> para){
} 神奇的地方在于，它擁有一定程度的寫操作的能力。
public void testSuper(Collection para){
para.add(new Sub());//編譯通過
para.add(new Base());//編譯不通過
}一般而言，通配符能干的事情都可以用類型參數(shù)替換。
比如
public void testWildCards(Collection collection){}可以被
public void test(Collection collection) {} 取代。
值得注意的是，如果用泛型方法來取代通配符，那么上面代碼中 collection 是能夠進(jìn)行寫操作的。只不過要進(jìn)行強(qiáng)制轉(zhuǎn)換。
public void test(Collection collection ){
collection.add((T)new Integer(12));
collection.add((T)'123');
} 需要特別注意的是，類型參數(shù)適用于參數(shù)之間的類別依賴關(guān)系，舉例說明。
public class Test2 T,E extends T>{
T value1;
E value2;
}public void test(D d,S s){
} E 類型是 T 類型的子類，顯然這種情況類型參數(shù)更適合。
有一種情況是，通配符和類型參數(shù)一起使用。
public void test(T t,Collection collection){
} 如果一個(gè)方法的返回類型依賴于參數(shù)的類型，那么通配符也無能為力。
public T test1(T t){
return value1;
}泛型是 Java 1.5 版本才引進(jìn)的概念，在這之前是沒有泛型的概念的，但顯然，泛型代碼能夠很好地和之前版本的代碼很好地兼容。
這是因?yàn)椋?span>泛型信息只存在于代碼編譯階段，在進(jìn)入 JVM 之前，與泛型相關(guān)的信息會被擦除掉，專業(yè)術(shù)語叫做類型擦除。
通俗地講，泛型類和普通類在 java 虛擬機(jī)內(nèi)是沒有什么特別的地方?；仡櫸恼麻_始時(shí)的那段代碼
List l1 = new ArrayList();
List l2 = new ArrayList();
System.out.println(l1.getClass() == l2.getClass()); 打印的結(jié)果為 true 是因?yàn)?nbsp;List 和 List 在 jvm 中的 Class 都是 List.class。
泛型信息被擦除了。
可能同學(xué)會問，那么類型 String 和 Integer 怎么辦？
答案是泛型轉(zhuǎn)譯。
public class Erasure {
T object;
public Erasure(T object) {
this.object = object;
}
}Erasure 是一個(gè)泛型類，我們查看它在運(yùn)行時(shí)的狀態(tài)信息可以通過反射。
ErasureString> erasure = new ErasureString>('hello');
Class eclz = erasure.getClass();
System.out.println('erasure class is:'+eclz.getName());打印的結(jié)果是
erasure class is:com.frank.test.ErasureClass 的類型仍然是 Erasure 并不是 Erasure 這種形式，那我們再看看泛型類中 T 的類型在 jvm 中是什么具體類型。
Field[] fs = eclz.getDeclaredFields();
for ( Field f:fs) {
System.out.println('Field name '+f.getName()+' type:'+f.getType().getName());
}打印結(jié)果是
Field name object type:java.lang.Object那我們可不可以說，泛型類被類型擦除后，相應(yīng)的類型就被替換成 Object 類型呢？
這種說法，不完全正確。
我們更改一下代碼。
public class Erasure T extends String>{
// public class Erasure {
T object;
public Erasure(T object) {
this.object = object;
}
}現(xiàn)在再看測試結(jié)果：
Field name object type:java.lang.String我們現(xiàn)在可以下結(jié)論了，在泛型類被類型擦除的時(shí)候，之前泛型類中的類型參數(shù)部分如果沒有指定上限，如
所以，在反射中。
public class Erasure {
T object;
public Erasure(T object) {
this.object = object;
}
public void add(T object){
}
}add() 這個(gè)方法對應(yīng)的 Method 的簽名應(yīng)該是 Object.class。
Erasure erasure = new Erasure('hello');
Class eclz = erasure.getClass();
System.out.println('erasure class is:'+eclz.getName());
Method[] methods = eclz.getDeclaredMethods();
for ( Method m:methods ){
System.out.println(' method:'+m.toString());
} 打印結(jié)果是
method:public void com.frank.test.Erasure.add(java.lang.Object)也就是說，如果你要在反射中找到 add 對應(yīng)的 Method，你應(yīng)該調(diào)用 getDeclaredMethod('add',Object.class) 否則程序會報(bào)錯(cuò)，提示沒有這么一個(gè)方法，原因就是類型擦除的時(shí)候，T 被替換成 Object 類型了。
類型擦除，是泛型能夠與之前的 java 版本代碼兼容共存的原因。但也因?yàn)轭愋筒脸?，它會抹掉很多繼承相關(guān)的特性，這是它帶來的局限性。
理解類型擦除有利于我們繞過開發(fā)當(dāng)中可能遇到的雷區(qū)，同樣理解類型擦除也能讓我們繞過泛型本身的一些限制。比如
正常情況下，因?yàn)榉盒偷南拗?，編譯器不讓最后一行代碼編譯通過，因?yàn)轭愃撇黄ヅ?，但是，基于對類型擦除的了解，利用反射，我們可以繞過這個(gè)限制。
public interface ListE> extends CollectionE>{
boolean add(E e);
}上面是 List 和其中的 add() 方法的源碼定義。
因?yàn)?E 代表任意的類型，所以類型擦除時(shí)，add 方法其實(shí)等同于
boolean add(Object obj);那么，利用反射，我們繞過編譯器去調(diào)用 add 方法。
public class ToolTest {
public static void main(String[] args) {
List ls = new ArrayList<>();
ls.add(23);
// ls.add('text');
try {
Method method = ls.getClass().getDeclaredMethod('add',Object.class);
method.invoke(ls,'test');
method.invoke(ls,42.9f);
} catch (NoSuchMethodException e) {
// TODO Auto-generated catch block
e.printStackTrace();
} catch (SecurityException e) {
// TODO Auto-generated catch block
e.printStackTrace();
} catch (IllegalAccessException e) {
// TODO Auto-generated catch block
e.printStackTrace();
} catch (IllegalArgumentException e) {
// TODO Auto-generated catch block
e.printStackTrace();
} catch (InvocationTargetException e) {
// TODO Auto-generated catch block
e.printStackTrace();
}
for ( Object o: ls){
System.out.println(o);
}
}
} 打印結(jié)果是：
23
test
42.9可以看到，利用類型擦除的原理，用反射的手段就繞過了正常開發(fā)中編譯器不允許的操作限制。
所以，你沒有辦法進(jìn)行這樣的編碼。
List li = new ArrayList<>();
List li = new ArrayList<>(); 需要使用它們對應(yīng)的包裝類。
List li = new ArrayList<>();
List li1 = new ArrayList<>(); public T test(T t){
return null;
} 有的同學(xué)可能對于連續(xù)的兩個(gè) T 感到困惑，其實(shí)
你可以相像一下，如果 test() 這樣被調(diào)用
test('123');那么實(shí)際上相當(dāng)于
public String test(String t);這句話可能難以理解，代碼說明。
List[] li2 = new ArrayList[];
List li3 = new ArrayList[]; 這兩行代碼是無法在編譯器中編譯通過的。原因還是類型擦除帶來的影響。
List 和 List 在 jvm 中等同于List ，所有的類型信息都被擦除，程序也無法分辨一個(gè)數(shù)組中的元素類型具體是 List類型還是 List 類型。
但是，
List<>>[] li3 = new ArrayList<>>[10];
li3[1] = new ArrayList();
List<>> v = li3[1]; 借助于無限定通配符卻可以，前面講過 ？ 代表未知類型，所以它涉及的操作都基本上與類型無關(guān)，因此 jvm 不需要針對它對類型作判斷，因此它能編譯通過，但是，只提供了數(shù)組中的元素因?yàn)橥ㄅ浞?，它只能讀，不能寫。比如，上面的 v 這個(gè)局部變量，它只能進(jìn)行 get() 操作，不能進(jìn)行 add() 操作，這個(gè)在前面通配符的內(nèi)容小節(jié)中已經(jīng)講過。
我們可以看到，泛型其實(shí)并沒有什么神奇的地方，泛型代碼能做的非泛型代碼也能做。
而類型擦除，是泛型能夠與之前的 java 版本代碼兼容共存的原因。
可量也正因?yàn)轭愋筒脸龑?dǎo)致了一些隱患與局限。
但，我還是要建議大家使用泛型，如官方文檔所說的，如果可以使用泛型的地方，盡量使用泛型。
畢竟它抽離了數(shù)據(jù)類型與代碼邏輯，本意是提高程序代碼的簡潔性和可讀性，并提供可能的編譯時(shí)類型轉(zhuǎn)換安全檢測功能。
類型擦除不是泛型的全部，但是它卻能很好地檢測我們對于泛型這個(gè)概念的理解程度。
我在文章開頭將泛型比作是一個(gè)守門人，原因就是他本意是好的，守護(hù)我們的代碼安全，然后在門牌上寫著出入的各項(xiàng)規(guī)定，及“xxx 禁止出入”的提醒。但是同我們?nèi)粘Ｋ龅降哪切╅T衛(wèi)一般，他們古怪偏執(zhí)，死板守舊，我們可以利用反射基于類型擦除的認(rèn)識，來繞過泛型中某些限制，現(xiàn)實(shí)生活中，也總會有調(diào)皮搗蛋者能夠基于對門衛(wèi)們生活作息的規(guī)律，選擇性地繞開他們的監(jiān)視，另辟蹊徑溜進(jìn)或者溜出大門，然后揚(yáng)長而去，剩下守衛(wèi)者一個(gè)孤獨(dú)的身影。
所以，我說泛型，并不神秘，也不神奇。
