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反射和泛型的这些坑,你踏空了吗?

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JavaEdge
发布2021-02-23 14:47:42
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发布2021-02-23 14:47:42
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文章被收录于专栏:JavaEdgeJavaEdge

1 当反射遇到方法重载

重载grade方法,入参分别是intInteger

不通过反射,选用哪个重载方法很清晰,比如传入666走int参数重载方法,传入Integer.valueOf(“666”)走Integer重载。

但你若墨守成规认为反射调用方法也是根据入参类型确定方法重载。 使用getDeclaredMethod获取 grade方法,然后传入Integer.valueOf(“36”)

因为通过反射进行方法调用都是

通过方法签名来确定方法

本例的getDeclaredMethod传入的参数类型Integer.TYPE其实一直代表int

所以实际执行方法时不管传包装类型/基本类型,最终都是调用int入参的grade方法。

Integer.TYPE改为Integer.class,实际执行的参数类型就是Integer了。且无论传包装类型/基本类型,最终都会调用Integer为入参的grade方法。

所以反射调用方法,是以反射获取方法时传入的方法名和参数类型来确定调用的方法。

2 泛型经过类型擦除多出桥接方法的坑

泛型是一种编程范式,允许开发者使用类型参数替代精确类型,实例化时再指明具体类型。也利于代码重用,将一套代码应用到多种数据类型。

泛型的类型检测,可以在编译时暴露大多数泛型编码错误。但由于历史兼容性而妥协的泛型类型擦除,在运行时才会暴露很多坑。

案例

期望在类字段内容变动时记录日志,于是开发同学就想到定义一个泛型父类,并在父类中定义一个统一的日志记录方法,子类可继承该方法。上线后总出现日志重复记录问题。

  • 父类
  • 子类Child1 未提供父类泛型参数且定义了一个参数为String而非TsetValue。期望覆盖父类的setValue实现。

子类方法的调用是通过反射。

虽Parent的value字段正确设置JavaEdge,但父类setValue调用了两次,计数器而显示2

两次Parent的setValue方法调用,是因为getMethods找到了两个setValue的,分属于父类/子类。

子类重写父类方法失败原因

  • 子类未指定String泛型参数,父类的泛型方法setValue(T value)泛型擦除后是setValue(Object value),于是子类入参String的setValue被当作了新方法
  • 子类的setValue方法未加@Override注解,编译器未能检测到重写失败。

重写子类方法时,务必使用@Override注解。

但有人认为问题是反射API使用不当而未意识到重写失败。查文档后才发现

  • getMethods能获得当前类和父类的所有public方法
  • getDeclaredMethods仅获得当前类所有的public、protected、package和private方法

于是用getDeclaredMethods替换getMethods

  • 这虽能解决重复记录日志,但未解决子类重写父类方法失败,日志:

当其他人使用Child1时还是会发现有俩setValue,让人困惑。

重新实现Child2,继承Parent时String作为泛型T类型,并使用@Override注解setValue,实现有效的方法重写

  • 但还是出现重复日志

Child2的setValue调了两次。难道是JDK的反射出Bug了! 通过getDeclaredMethods查找到的方法肯定来自Child2本身;而且Child2类中看起来也只有一个setValue,怎么可能还重复?

调试发现,Child2类其实有俩setValue:入参分别是String/Object。

这就是泛型类型擦除导致。

解密反射下的泛型擦除大坑

Java泛型类型在编译后被擦除为Object。子类虽指定父类泛型T类型是String,但编译后T会被擦除成为Object,所以父类setValue入参是Object,value也是Object。 若Child2 setValue想覆盖父类,那入参也须为Object。所以,编译器会为我们生成一个桥接方法

Child2类的class字节码:

代码语言:javascript
复制
Compiled from "GenericAndInheritanceApplication.java"
class Child2 extends Parent<java.lang.String> {
 Child2();
    Code:
       0: aload_0
       1: invokespecial #1                  // Method Parent."":()V
       4: return


  public void setValue(java.lang.String);
    Code:
       0: getstatic     #2                  // Field java/lang/System.out:Ljava/io/PrintStream;
       3: ldc           #3                  // String Child2.setValue called
       5: invokevirtual #4                  // Method java/io/PrintStream.println:(Ljava/lang/String;)V
       8: aload_0
       9: aload_1
      10: invokespecial #5                  // Method Parent.setValue:(Ljava/lang/Object;)V
      13: return


  public void setValue(java.lang.Object);
    Code:
       0: aload_0
       1: aload_1
       2: checkcast     #6                  // class java/lang/String
       // 入参为Object的setValue在内部调用了入参为String的setValue方法
       5: invokevirtual #7                  // Method setValue:(Ljava/lang/String;)V
       8: return
}

若编译器未帮我们实现该桥接方法,那Child2重写的是父类泛型类型擦除后、入参是Object的setValue。这两个方法的参数,一个String一个Object,明显不符合Java语义:

代码语言:javascript
复制
class Parent {

    AtomicInteger updateCount = new AtomicInteger();
    private Object value;
    public void setValue(Object value) {
        System.out.println("Parent.setValue called");
        this.value = value;
        updateCount.incrementAndGet();
    }
}

class Child2 extends Parent {
    @Override
    public void setValue(String value) {
        System.out.println("Child2.setValue called");
        super.setValue(value);
    }
}
  • 使用jclasslib打开Child2,可看到入参为Object的桥接方法上标记public synthetic bridge。synthetic代表由编译器生成的不可见代码,bridge代表这是泛型类型擦除后生成的桥接代码

修改

使用method的isBridge方法,来判断方法是不是桥接方法:

  • 通过getDeclaredMethods方法获取到所有方法后,必须同时根据方法名setValue和非isBridge两个条件过滤,才能实现唯一过滤
  • 使用Stream时,如果希望只匹配0或1项的话,可以考虑配合ifPresent来使用findFirst方法。
代码语言:javascript
复制
Arrays.stream(child2.getClass().getDeclaredMethods())
        .filter(method -> method.getName().equals("setValue") && !method.isBridge())
        .findFirst().ifPresent(method -> {
    try {
        method.invoke(chi2, "test");
    } catch (Exception e) {
        e.printStackTrace();
    }
});

使用反射查询类方法清单时:

  • getMethods和getDeclaredMethods是有区别的,前者可以查询到父类方法,后者只能查询到当前类
  • 反射进行方法调用要注意过滤桥接方法。

参考

  • https://docs.oracle.com/javase/8/docs/technotes/guides/reflection/index.html
  • https://docs.oracle.com/javase/tutorial/reflect/index.html
  • https://docs.oracle.com/javase/8/docs/technotes/guides/language/annotations.html
  • https://docs.oracle.com/javase/tutorial/java/annotations/index.html
  • https://docs.oracle.com/javase/8/docs/technotes/guides/language/generics.html
  • https://docs.oracle.com/javase/tutorial/java/generics/index.html
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原始发表:2020-11-20 ,如有侵权请联系 cloudcommunity@tencent.com 删除

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