一 什么是泛型
Java 泛型(generics)是 JDK 5 中引入的一个新特性, 泛型提供了编译时类型安全检测机制，该机制允许程序员在编译时检测到非法的类型。
简单理解就是：泛型指定编译时的类型，减少运行时由于对象类型不匹配引发的异常。其主要用途是提高我们的代码的复用率。
我们Java标准库中的ArrayList就是泛型使用的典型应用：
- public class ArrayList<E> extends AbstractList<E> implements List<E>, RandomAccess, Cloneable, java.io.Serializable {
- ......
- public ArrayList(Collection<? extends E> c) {
- elementData = c.toArray();
- if ((size = elementData.length) != 0) {
- // c.toArray might (incorrectly) not return Object[] (see 6260652)
- if (elementData.getClass() != Object[].class)
- elementData = Arrays.copyOf(elementData, size, Object[].class);
- } else {
- // replace with empty array.
- this.elementData = EMPTY_ELEMENTDATA;
- }
- }
- public void sort(Comparator<? super E> c) {
- final int expectedModCount = modCount;
- Arrays.sort((E[]) elementData, 0, size, c);
- if (modCount != expectedModCount) {
- throw new ConcurrentModificationException();
- }
- modCount++;
- }
- .....
- public E get(int index) {
- rangeCheck(index);
- return elementData(index);
- }
- public boolean add(E e) {
- ensureCapacityInternal(size + 1); // Increments modCount!!
- elementData[size++] = e;
- return true;
- }
- }
- 源码中，ArrayList
中的E称为类型参数变量，而整个ArrayList 我们称为泛型类型。 我们可以指定除基本类型之外的任何类型，如：ArrayList 。 - 源码中Collection 中? 通配符类型 表示类型的上界，表示参数化类型的可能是T 或是 T的子类。
- 源码中Comparator 表示类型下界(Java Core中叫超类型限定)，表示参数化类型是此类型的超类型(父类型)，直至Object。
二 extends和super通配符
在定义泛型类型Generic
- public class Generic<T extends Number> { ... }
现在，我们只能定义：
- Generic<Number> p1 = null;
- Generic<Integer> p2 = new Generic<>(1, 2);
- Generic<Double> p3 = null;
因为Number、Integer和Double都符合
非Number类型将无法通过编译：
- Generic<String> p1 = null; // compile error!
- Generic<Object> p2 = null; // compile error!
因为String、Object都不符合
我们看一个例子：
- public class Test {
- static class Food {
- }
- static class Fruit extends Food {
- }
- static class Apple extends Fruit {
- }
- static class Orange extends Fruit {
- }
- public void testExtend() {
- List<? extends Fruit> list = new ArrayList<Apple>();
- //无法安全添加任何具有实际意义的元素,报错,extends为上界通配符,只能取值,不能放.
- //因为Fruit的子类不只有Apple还有Orange,这里不能确定具体的泛型到底是Apple还是Orange，所以放入任何一种类型都会报错
- //list.add(new Apple());
- //list.add(new Orange());
- //可以添加null，因为null可以表示任何类型
- list.add(null);
- //可以正常获取，用java多态
- Food foot = list.get(0);
- Apple apple = (Apple) list.get(0);
- }
- public void testSuper() {
- List<? super Fruit> list = new ArrayList<Fruit>();
- //super为下界通配符，可以存放元素，但是也只能存放当前类或者子类的实例，以当前的例子来讲，
- list.add(new Fruit());
- list.add(new Apple());
- //无法确定Fruit的父类是否只有Food一个(Object是超级父类)
- //因此放入Food的实例编译不通过，只能放自己的实例 或者根据java多态的特性放子类实例
- //list.add(new Food());
- //List<? super Fruit> list2 = new ArrayList<Apple>();
- //Fruit fruit = list.get(0); //不能确定返回类型
- }
- }
在testExtend方法中，因为泛型中用的是extends，在向list中存放元素的时候，我们并不能确定List中的元素的具体类型，即可能是Apple也可能是Orange。因此调用add方法时，不论传入new Apple()还是new Orange()，都会出现编译错误。
理解了extends之后，再看super就很容易理解了，即我们不能确定testSuper方法的参数中的泛型是Fruit的哪个父类，因此在调用get方法时只能返回Object类型。结合extends可见，在获取泛型元素时，使用extends获取到的是泛型中的上边界的类型(本例子中为Fruit),范围更小。
总结：
- 在使用泛型时，存取元素时用super。
- 获取元素时，用extends。
有了上面的结论我们看下Java标准库的Collections类定义的copy()方法，这个copy()方法的定义就完美地展示了extends和super的意图：
- copy()方法内部不会读取dest，因为不能调用dest.get()来获取T的引用;
- copy()方法内部也不会修改src，因为不能调用src.add(T)。
- public class Collections {
- // 把src的每个元素复制到dest中:
- public static <T> void copy(List<? super T> dest, List<? extends T> src) {
- for (int i=0; i<src.size(); i++) {
- T t = src.get(i);
- dest.add(t);
- }
- }
- }
三 泛型擦除
Java的泛型是伪泛型，这是因为Java在编译期间，所有的泛型信息都会被擦掉，正确理解泛型概念的首要前提是理解类型擦除。Java的泛型基本上都是在编译器这个层次上实现的，在生成的字节码中是不包含泛型中的类型信息的，使用泛型的时候加上类型参数，在编译器编译的时候会去掉，这个过程成为类型擦除
我们看一个示例：
- public class Test2 {
- public static void main(String[] args) {
- Map<String, Animal> map = new HashMap<>();
- Animal animal = new Animal();
- animal.setVegetarian(true);
- animal.setEats("fish");
- map.put("cat", animal);
- String json = new Gson().toJson(map);
- System.out.println(json);
- Map<String, Animal> jsonToMap = fromJson(json);
- System.out.println(jsonToMap);
- Animal animal1 = jsonToMap.get("cat");
- System.out.println(animal1.getEats());
- }
- public static <T> T fromJson(String str) {
- return new Gson().fromJson(str, new TypeToken<T>() {
- }.getType());
- }
- }
上的代码运行会提示如下异常：
- Exception in thread "main" java.lang.ClassCastException: com.google.gson.internal.LinkedTreeMap cannot be cast to com.uaf.rabbitmq.producer.Animal
- at com.uaf.rabbitmq.producer.Test2.main(Test2.java:30)
异常原因主要是这句：new Gson().fromJson(str, new TypeToken
这句在实际执行的时候，List
解决这个问题我们需要修改fromJson方法
- public class Test2 {
- public static void main(String[] args) {
- Map<String, Animal> map = new HashMap<>();
- Animal animal = new Animal();
- animal.setVegetarian(true);
- animal.setEats("fish");
- map.put("cat", animal);
- String json = new Gson().toJson(map);
- System.out.println(json);
- Map<String, Animal> jsonToMap = fromJson(json,
- new TypeToken<Map<String, Animal>>() {}.getType());
- System.out.println(jsonToMap);
- Animal animal1 = jsonToMap.get("cat");
- System.out.println(animal1.getEats());
- }
- public static <T> T fromJson(String str, Type type) {
- return new Gson().fromJson(str, type);
- }
- }
在Gson中提供了TypeToken解决泛型运行时类型擦除问题，TypeToken 这个类来帮助我们捕获像Map这样的泛型信息。上文创建了一个匿名内部类，这样Java编译器就会把泛型信息编译到这个匿名内部类里，然后在运行时就可以被getType()方法用反射API提取到。
