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发现Kotlin一个神奇的bug

1、前言

本文将会通过具体的业务场景,由浅入深的引出Kotlin的一个bug,并告知大家这个bug的神奇之处,接着会带领大家去查找bug出现的原因,最后去规避这个bug。

小插曲

本人正在参与掘金2020年度人气创作者榜单排名,希望各位小伙伴帮我投票,2021年会给大家带来更多优质的文章。

2、bug复现

现实开发中,我们经常会有将Json字符串反序列化为一个对象问题,这里,我们用Gson来写一段反序列代码,如下:

fun <T> fromJson(json: String, clazz: Class<T>): T? {
    return try {                                            
        Gson().fromJson(json, clazz)                  
    } catch (ignore: Exception) {                           
        null                                                
    }                                                       
}                                                           
复制代码

以上代码,仅适用于不带泛型的类,对于带泛型的类,如List<T>,我们就要再改造一下,如下:

fun <T> fromJson(json: String, type: Type): T? {
    return try {                                
        return Gson().fromJson(json, type)      
    } catch (e: Exception) {                    
        null                                    
    }                                           
}                                               
复制代码

此时,我们就可以借助于Gson里面的TypeToken类,从而实现任意类型的反序列化,如下:

//1、反序列化User对象
val user: User? = fromJson("{...}}", User::class.java)

//2、反序列化List<User>对象,其它带有泛型的类,皆可用此方法序列化
val type = object : TypeToken<List<User>>() {}.type
val users: List<User>? = fromJson("[{..},{...}]", type)
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以上写法,是Java的语法翻译过来的,它有一个缺点,那就是泛型的传递必须要通过另一个类去实现,上面我们借助类TypeToken类,相信这一点,很多人都不能接受,于是乎,在Kotlin上,出现了一个新的关键字reified(这里不展开介绍,不了解的自行查阅相关资料),它结合kotlin的内联(inline)函数的特性,便可以直接在方法内部获取具体的泛型类型,我们再次把上面的方法改造下,如下:

inline fun <reified T> fromJson(json: String): T? {
    return try {
        return Gson().fromJson(json, T::class.java)
    } catch (e: Exception) {
        null
    }
}
复制代码

可以看到,我们在方法前加上了inline关键字,表明这是一个内联函数;接着在泛型T前面加上reified关键字,并把方法里不需要的Type参数去掉;最后我们通过T::class.java传递具体的泛型类型,具体使用如下:

val user = fromJson<User>("{...}}")
val users = fromJson<List<User>>("[{..},{...}]")
复制代码

当我们满怀信心的测试以上代码时,问题出现了,List<User>反序列化失败了,如下:

List里面的对象竟不是User,而是LinkedTreeMap,怎么回事,这难道就是标题所说的Kotlin的bug?当然不是!

我们回到fromJson方法中,看到内部传递的是T::class.java对象,即class对象,而class对象有泛型的话,在运行期间泛型会被擦除,故如果是List<User>对象,运行期间就变成了List.class对象,而Gson在收到的泛型不明确时,便会自动将json对象反序列化为LinkedTreeMap对象。

怎么解决?好办,我们借助TypeToken类传递泛型即可,而这次,我们仅需要在方法内部写一次即可,如下:

inline fun <reified T> fromJson(json: String): T? {
    return try {
        //借助TypeToken类获取具体的泛型类型
        val type = object : TypeToken<T>() {}.type
        return Gson().fromJson(json, type)
    } catch (e: Exception) {
        null
    }
}
复制代码

此时,我们再来测试下上述的代码,如下:

可以看到,这次不管是User,还是List<User>对象,都反序列化成功了。

到此,有人会有疑问,叨叨了这么多,说好的Kotlin的bug呢?别着急,继续往下看,bug就快要出现了。

突然有一天,你的leader过来跟你说,这个fromJson方法还能不能再优化一下,现在每次反序列化List集合,都需要在fromJson后写上<List<>>,这种场景非常多,写起来略微有点繁琐。

此时你心里一万个那啥蹦腾而过,不过静下来想想,leader说的也并不是没有道理,如果遇到多层泛型的情况,写起来就会更加繁琐,如:fromJson<BaseResponse<List<User>>>,

于是就开启了优化之路,把常用的泛型类进行解耦,最后,你写出了如下代码:

inline fun <reified T> fromJson2List(json: String) = fromJson<List<T>>(json)
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测试下,咦?惊呆了,似曾相识的问题,如下:

这又是为什么?fromJson2List内部仅调用了fromJson方法,为啥fromJson可以,fromJson2List却失败了,百思不得其解。

难道这就是标题说的Kotlin的bug?很负责任的告诉你,是的;

bug神奇在哪里?继续往下看

3、bug的神奇之处

我们重新梳理下整个事件,上面我们先定义了两个方法,把它们放到Json.kt文件中,完整代码如下:

@file:JvmName("Json")

package com.example.test

import com.google.gson.Gson
import com.google.gson.reflect.TypeToken

inline fun <reified T> fromJson2List(json: String) = fromJson<List<T>>(json)

inline fun <reified T> fromJson(json: String): T? {
    return try {
        val type = object : TypeToken<T>() {}.type
        return Gson().fromJson(json, type)
    } catch (e: Exception) {
        null
    }
}
复制代码

接着新建User类,完整代码如下:

package com.example.bean

class User {
    val name: String? = null
}
复制代码

随后又新建一个JsonTest.kt文件,完成代码如下:

@file:JvmName("JsonTest")

package com.example.test

fun main() {
    val user = fromJson<User>("""{"name": "张三"}""")
    val users = fromJson<List<User>>("""[{"name": "张三"},{"name": "李四"}]""")
    val userList = fromJson2List<User>("""[{"name": "张三"},{"name": "李四"}]""")
    print("")
}
复制代码

注意:这3个类在同一个包名下,且在同一个Module中

最后执行main方法,就会发现所说的bug。

注意,前方高能:我们把Json.kt文件拷贝一份到Base Module中,如下:

@file:JvmName("Json")

package com.example.base

import com.google.gson.Gson
import com.google.gson.reflect.TypeToken

inline fun <reified T> fromJson2List(json: String) = fromJson<List<T>>(json)

inline fun <reified T> fromJson(json: String): T? {
    return try {
        val type = object : TypeToken<T>() {}.type
        return Gson().fromJson(json, type)
    } catch (e: Exception) {
        null
    }
}
复制代码

随后我们在app module里的Json.kt文件中加入一个测试方法,如下:

fun test() {
    val users = fromJson2List<User>("""[{"name": "张三"},{"name": "李四"}]""")
    val userList = com.example.base.fromJson2List<User>("""[{"name": "张三"},{"name": "李四"}]""")
    print("")
}
复制代码

注:在base module里的Json.kt文件中没有这个方法

上面代码中,分别执行了app modulebase module中的fromJson2List方法,我们来猜一猜上面代码执行的预期结果

第一条语句,有了上面的案例,显然会返回List<LinkedTreeMap>对象;那第二条呢?按道理也应该返回List<LinkedTreeMap>对象,然而,事与愿违,执行下看看,如下:

可以看到,app modulefromJson2List 方法反序列化List<User>失败了,而base module中的fromJson2List 方法却成功了。

同样的代码,只是所在module不一样,执行结果也不一样,你说神不神奇?

4、一探究竟

知道bug了,也知道了bug的神奇之处,接下来就去探索下,为什么会这样?从哪入手?

显然,要去看Json.kt类的字节码文件,我们先来看看base module里的Json.class文件,如下:

注:以下字节码文件,为方便查看,会删除一些注解信息

package com.example.base;

import com.google.gson.reflect.TypeToken;
import java.util.List;

public final class Json {
 
  public static final class Json$fromJson$type$1 extends TypeToken<T> {}
 
  public static final class Json$fromJson2List$$inlined$fromJson$1 extends TypeToken<List<? extends T>> {}
}
复制代码

可以看到,Json.kt里面的两个内联方法,编译为字节码文件后,变成了两个静态内部类,且都继承了TypeToken类,看起来没啥问题,

继续看看app moduleJson.kt文件对应的字节码文件,如下:

package com.example.test;

import com.google.gson.Gson;
import com.google.gson.reflect.TypeToken;
import java.lang.reflect.Type;
import java.util.List;

public final class Json {
  public static final void test() {
    List list;
    Object object = null;
    try {
      Type type = (new Json$fromJson2List$$inlined$fromJson$2()).getType();
      list = (List)(new Gson()).fromJson("[{\"name\": \"\"},{\"name\": \"\"}]", type);
    } catch (Exception exception) {
      list = null;
    } 
    (List)list;
    try {
      Type type = (new Json$test$$inlined$fromJson2List$1()).getType();
      object = (new Gson()).fromJson("[{\"name\": \"\"},{\"name\": \"\"}]", type);
    } catch (Exception exception) {}
    (List)object;
    System.out.print("");
  }
  
  public static final class Json$fromJson$type$1 extends TypeToken<T> {}
  
  public static final class Json$fromJson2List$$inlined$fromJson$1 extends TypeToken<List<? extends T>> {}
  
  public static final class Json$fromJson2List$$inlined$fromJson$2 extends TypeToken<List<? extends T>> {}
  
  public static final class Json$test$$inlined$fromJson2List$1 extends TypeToken<List<? extends User>> {}
}
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在该字节码文件中,有1个test方法 + 4个静态内部类;前两个静态内部类,就是Json.kt文件中两个内联方法编译后的结果,这个可以不用管。

接着,来看看test方法,该方法有两次反序列化过程,第一次调用了静态内部类JsonfromJson2List$$inlinedfromJson$2,第二次调用了静态内部类Jsontest$$inlinedfromJson2List$1,也就是分别调用了第三、第四个静态内部类去获取具体的泛型类型,而这两个静态内部类声明的泛型类型是不一样的,分别是<List<? extends T>><List<? extends User>>,到这,估计大伙都明白了,显然第一次反序列化过程泛型被擦除了,所以导致了反序列化失败。

至于为什么依赖本module的方法,遇到泛型T与具体类相结合时,泛型T会被擦除问题,这个就需要Kotlin官网来解答了,有知道原因的小伙伴,可以在评论区留言。

5、扩展

如果你的项目没有依赖Gson,可以自定义一个类,来获取具体的泛型类型,如下:

open class TypeLiteral<T> {
    val type: Type
        get() = (javaClass.genericSuperclass as ParameterizedType).actualTypeArguments[0]
}

//用以下代码替换TypeToken类相关代码即可
val type = object : TypeLiteral<T>() {}.type
复制代码

对于泛型的组合,还可以用RxHttp库里面的ParameterizedTypeImpl类,用法如下:

//得到 List<User> 类型
val type: Type = ParameterizedTypeImpl[List::class.java, User::class.java]
复制代码

详细用法可查看Android、Java泛型扫盲

6、小结

目前要规避这个问题的话,将相关代码移动到子module即可,调用子module代码就不会有泛型擦除问题;

这个问题,其实在kotlin 1.3.x版本时,我就发现了,到目前最新版本也一直存在,期间曾请教过Bennyhuo大神,后面规避了这个问题,就没放心上,近期将会把这个问题,提交给kotlin官方,望尽快修复。

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