你绝对想不到 Kotlin 泛型给反射留下了怎样的坑!

前面我们已经发过一篇介绍 Kotlin 泛型的文章了,相比大家对于泛型已经有了较为深刻的理解。这块儿内容的重点和难点是对于型变的理解,而我们今天就要给大家展示一段有坑的代码。本文需要你对泛型和反射有相对深入的了解,反正。。阅读过程中有任何不适,本人概不负责。:)逃

1. 有坑自远方来。。

话说呀,我们有一个很简单的需求,就是为很多个类添加一个 description 方法,这个方法的返回值就是这个类的属性名以及值,例如下面这个类:

class Person(val name: String, val age: Int)

它的 description 方法的返回值应该是这样:

age: 30;name: Benny

这个东西很通用,于是我们决定用扩展方法加反射的方式来输出,于是:

inline fun <reified T : Any> T.description()
        = this::class.memberProperties
        .map {
            "${it.name}: ${it.get(this@description)}"
        }
        .joinToString(separator = ";")

看上去很美是吧,不过呢,这段代码是编译不过的!为什么?it.get(this@description) 这一句看上去很合理,it 是一个属性的反射引用,通过 get 传入调用者 this 来获取当前属性的值,很正常嘛,我们在 Java 中都是这么干的呀。然而,并没有什么用,这里就是报错。

2. 坑亦有理

那我们就来分析下吧,报错的原因也很简单,编译器说 this@description 的类型是 Person,而 it.get 需要的参数类型是 out Person,什么鬼,这里居然还有协变的事儿??

本着息事宁人的态度,类型不匹配我强转下不就得啦:

it.get(this@description as out Person) // 错误的!!

可问题是你老人家仔细瞅瞅,协变类型强转的事儿,真是没听说过..

这就有意思了,我明明用的是 Person 的实例,怎么后面的属性的泛型参数是 out Person?我们看下下面的属性的反射引用类型的定义(也就是 it 的类型):

public interface KProperty1<T, out R> : KProperty<R>, (T) -> R { 

    public fun get(receiver: T): R

    ...
}

T 的类型从哪儿来的呢?当然是从获取反射引用的 KClass 对象来的,也就是 this::class 这个对象了,这个对象难道不应该是 KClass<Person> 吗?No,是 KClass<out Person>!看上去有点儿不可思议,不过仔细想想,这样是否有道理呢?

val person: Any = Person("Benny", 30)

对于这样的情况,person::class 如果返回的是 KClass<Any>,那么在后续的反射访问属性的操作中,我们将什么都得不到,毕竟 Any 什么属性都没有。可这不对呀,person::class 不应该拿到的是对象真实的类型吗?没错,为了照顾到这一点,又不让类型系统出错, Kotlin 选择将 person::class 的类型置为 KClass<out Any> 来解决问题。

其实 Java 也有类似的操作,请看文章:Java中getClass方法的返回值类型

person::class 相当于 Java 的 person.getClass(),尽管这个方法的签名是这样的:

public final Class<?> getClass()

但这个返回值实际上是协变的:

Class<? extends String> c = "".getClass();

不过 Java 毕竟与 Kotlin 不一样,它的反射传参要求非常简单,没有严格的类型限制,只要是 Object 就照单全收:

Method.java

public Object get(Object obj)

总结下,Java 和 Kotlin 对于 person.getClass() (Java 当中)或者 person::class(Kotlin 当中)的处理方式是一致的,返回值都是协变的,但对于反射来说,Java 对参数类型要求几乎没有,而 Kotlin 则非常严格,这样会导致的问题就是 Kotlin 的反射使用起来有些难受。

对于这一点,官方论坛中也有人提出了类似的质疑:Kotlin and Reflection,说 Kotlin 怎么能酱紫搞呢,这么完美的代码居然给我报了个协变的错误,真是不可思议!

Error:(18, 16) Kotlin: Out-projected type 'KMutableProperty1' prohibits the use of 'public abstract fun set(receiver: T, value: R): Unit defined in kotlin.reflect.KMutableProperty1'

反射嘛,本来就是黑科技,类型整那么复杂真的有必要吗?

3. 遇坑填坑

有坑不填,不是好码农啊。

前面抛出这么个大坑,说实在的,不给出解决方案我都不好意思写这篇文章。

3.1 类型强转方案

谁说类型强转不行了?谁说的??既然 get 不好使,我们给他来个类似 Java 反射的版本,我们对参数类型不做任何限制:

fun <T, R> KProperty1<T, R>.getUnsafed(receiver: Any): R {
    return get(receiver as T)
}

那么我们的 T.description 扩展就可以稍作修改啦:

inline fun <reified T : Any> T.description()
        = this::class.memberProperties
        .map {
            "${it.name}: ${it.getUnsafed(this@description)}" //注意这里的修改
        }
        .joinToString(separator = ";")

没毛病。

3.2 Java 反射方案

Kotlin 反射不能用?不用还不行了么,打不起还躲不起吗,什么世道。。

inline fun <reified T : Any> T.description()
        = this.javaClass.declaredFields
        .map {
            //注意我们访问的 Kotlin 属性对于 Java 来说是 private 的,getter 是 public 的
            it.isAccessible = true
            "${it.name}: ${it.get(this@description)}"
        }
        .joinToString(separator = ";")

3.3 我和我的小伙伴们都惊呆了的方案

这。。什么鬼。。

不知道大家怎么看这件事儿,kotlin 对象获取 KClass 实例的方法其实不止 person::class 这样一种,还有一种叫做:this.javaClass.kotlin ,这货的类型是 KClass<Person>,没有 out,repeat,没有 out !

所以我们的代码还可以改成这样:

inline fun <reified T : Any> T.description()
        = this.javaClass.kotlin.memberProperties
        .map {
            "${it.name}: ${it.get(this@description)}"
        }
        .joinToString(separator = ";")

哇靠,Kotlin 官方的开发者,你们太不厚道了。。

我当时就惊呆了,还以为这两种获取 KClass 的方式有什么重大差别呢,结果跟了下源码,是的,this::class 这种写法在调试的时候也是可以强制跳入调用栈的(反编译看字节码也可以),二位居然都是调用了下面的方法来获取 KClass 实例的:

public class Reflection {

    public static KClass getOrCreateKotlinClass(Class javaClass) {
        return factory.getOrCreateKotlinClass(javaClass);
    }

    ...
}

嗯,人家哥们直接用了 Java 的 raw 类型,在 Kotlin 调用处做了一次类型强转,一个强转成了 KClass<out Person>,一个强转成了 KClass<Person> 。。。

我就问一句,你们这么搞,良心不痛吗?

4. 小结

这篇文章讲述了一个因 Kotlin 泛型类型严格导致某些情况下反射代码编译不通过的故事。这个故事呢,你说 Kotlin 事儿多也行,说它严谨也行,反正,解决方案咱都有,大不了,大不了我去天桥上贴膜。。什么破代码,不写了!

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