java反射技术的案例之泛型擦除

泛型擦除

正确理解泛型概念的首要前提是理解类型擦除（type erasure）。 Java中的泛型基本上都是在编译器这个层次来实现的。在生成的Java字节代码中是不包含泛型中的类型信息的。使用泛型的时候加上的类型参数，会被编译器在编译的时候去掉。这个过程就称为类型擦除。如在代码中定义的List<Object>和List<String>等类型，在编译之后都会变成List。JVM看到的只是List，而由泛型附加的类型信息对JVM来说是不可见的。Java编译器会在编译时尽可能的发现可能出错的地方，但是仍然无法避免在运行时刻出现类型转换异常的情况。类型擦除也是Java的泛型实现方式与C++模板机制实现方式之间的重要区别。

很多泛型的奇怪特性都与这个类型擦除的存在有关，包括：

泛型类并没有自己独有的Class类对象。比如并不存在List<String>.class或是List<Integer>.class，而只有List.class。

静态变量是被泛型类的所有实例所共享的。对于声明为MyClass<T>的类，访问其中的静态变量的方法仍然是 MyClass.myStaticVar。不管是通过new MyClass<String>还是new MyClass<Integer>创建的对象，都是共享一个静态变量。

泛型的类型参数不能用在Java异常处理的catch语句中。因为异常处理是由JVM在运行时刻来进行的。由于类型信息被擦除，JVM是无法区分两个异常类型MyException<String>和MyException<Integer>的。对于JVM来说，它们都是 MyException类型的。也就无法执行与异常对应的catch语句。

类型擦除的基本过程也比较简单，首先是找到用来替换类型参数的具体类。这个具体类一般是Object。如果指定了类型参数的上界的话，则使用这个上界。把代码中的类型参数都替换成具体的类。同时去掉出现的类型声明，即去掉<>的内容。比如T get()方法声明就变成了Object get()；List<String>就变成了List。接下来就可能需要生成一些桥接方法（bridge method）。这是由于擦除了类型之后的类可能缺少某些必须的方法。

代码案例：

package com.lemon.test;
 
import java.lang.reflect.Method;
import java.util.ArrayList;
 
/**
 * 反射技术可以用于泛型擦除（理解）：
 * 思考，将已存在的ArrayList<Integer>集合中添加一个字符串数据，如何实现呢？
 * 我来告诉大家，其实程序编译后产生的.class文件中是没有泛型约束的，这种现象我们称为
 * 泛型的擦除。那么，我们可以通过反射技术，来完成向有泛型约束的集合中，添加任意类型的元素
 * @author Lemon
 *
 */
public class ReflexTest01 {
 public static void main(String[] args) throws ReflectiveOperationException {
 // 新建一个ArrayList<Integer>集合，并添加元素
 ArrayList<Integer> array = new ArrayList<>();
		array.add(10);
		array.add(20);
		array.add(30);
		array.add(40);
 // array.add("因为泛型的原因，字符串添加不进去");
 // 获取ArrayList<>的Class对象
 Class<? extends ArrayList> arrayClass = array.getClass();
 // 找到add方法
 Method addMethod = arrayClass.getMethod("add", Object.class);
		addMethod.invoke(array, "双击666,果然可以啊！");
 System.out.println(array);
 }
}

运行结果：

[10, 20, 30, 40, 双击666,果然可以啊！]