攻略大全

1. 粘贴攻略

1.1 为什么我们使用泛型？

定义一个List类型的集合，先向其中加入了两个字符串类型的值，随后加入一个Integer类型的值。

这是完全允许的，因为此时list默认的类型为Object类型。

在之后的循环中，由于忘记了之前在list中也加入了Integer类型的值或其他编码原因，很容易出现类似于//1中的错误。因为编译阶段正常，而运行时会出现“java.lang.ClassCastException”异常。因此，导致此类错误编码过程中不易发现。

在如上的编码过程中，我们发现主要存在两个问题：

当我们将一个对象放入集合中，集合不会记住此对象的类型，当再次从集合中取出此对象时，该对象的编译类型变成了Object类型，但其运行时类型仍然为其本身类型。
因此，//1处取出集合元素时需要人为的强制类型转化到具体的目标类型，且很容易出现“java.lang.ClassCastException”异常。

所以泛型的好处就是：

适用于多种数据类型执行相同的代码
泛型中的类型在使用时指定

1.2 泛型类和泛型接口

泛型，即“参数化类型”。一提到参数，最熟悉的就是定义方法时有形参，然后调用此方法时传递实参。那么参数化类型怎么理解呢？

顾名思义，就是将类型由原来的具体的类型参数化，类似于方法中的变量参数，此时类型也定义成参数形式（可以称之为类型形参），然后在使用/调用时传入具体的类型（类型实参）。

泛型的本质是为了参数化类型（在不创建新的类型的情况下，通过泛型指定的不同类型来控制形参具体限制的类型）。也就是说在泛型使用过程中，操作的数据类型被指定为一个参数，这种参数类型可以用在类、接口和方法中，分别被称为泛型类、泛型接口、泛型方法。

引入一个类型变量T（其他大写字母都可以，不过常用的就是T，E，K，V等等），并且用<>括起来，并放在类名的后面：

泛型类是允许有多个类型变量的：

泛型接口与泛型类的定义基本相同：

而实现泛型接口的类，有两种实现方法：

未传入泛型实参时：

在new出类的实例时，需要指定具体类型：

传入泛型实参

在new出类的实例时，和普通的类没区别。

1.3 泛型方法

泛型方法，是在调用方法的时候指明泛型的具体类型，泛型方法可以在任何地方和任何场景中使用，包括普通类和泛型类。注意泛型类中定义的普通方法和泛型方法的区别。

普通方法：

泛型方法：

1.4 限定类型变量

有时候，我们需要对类型变量加以约束，比如计算两个变量的最小，最大值。

请问，如何确保传入的两个变量一定有compareTo方法？那么解决这个问题的方案就是将T限制为实现了接口Comparable的类。

T extends Comparable中，T表示应该绑定类型的子类型，Comparable表示绑定类型，子类型和绑定类型可以是类也可以是接口。

如果这个时候，我们试图传入一个没有实现接口Comparable的类的实例，将会发生编译错误。

同时extends左右都允许有多个，如 T,V extends Comparable & Serializable。

注意限定类型中，只允许有一个类，而且如果有类，这个类必须是限定列表的第一个。

这种类的限定既可以用在泛型方法上也可以用在泛型类上。

1.5 泛型中的约束和局限性

不能用基本类型实例化类型参数
运行时类型查询只能适用于原始类型
泛型类的静态上下文中类型变量失效

不能在静态域或方法中引用类型变量。因为泛型是要在对象创建的时候才知道是什么类型的，而对象创建的代码执行先后顺序是static的部分，然后才是构造函数等等。所以在对象初始化之前static的部分已经执行了，如果你在静态部分引用的泛型，那么毫无疑问虚拟机根本不知道是什么东西，因为这个时候类还没有初始化。
不能创建参数化类型的数组
不能实例化类型变量
不能捕获泛型的实例

但是这样可以：

1.6 泛型类型的继承规则

注意：虽然Worker与Employee是继承关系，但是Pair< Worker> 和Pair < EmPloyee> 是不存在继承关系的。但是，泛型类可以继承或者扩展其他泛型类，比如List和ArrayList。

1.7 通配符类型

正是因为前面所述的，Pair< Employee>和Pair< Worker>没有任何关系，如果我们有一个泛型类和一个方法：

则会产生这种情况：

因为print()方法所需要的参数类型是GeneriType< Fruit>,而GeneriType< Orange>根本就不是该方法所需的参数类型。

为解决这个问题，于是提出了一个通配符类型 ?

有两种使用方式：

？ extends X 表示类型的上界，类型参数是X的子类
？ super X 表示类型的下界，类型参数是X的超类

1.7.1 ？ extends X

表示传递给方法的参数，必须是X的子类（包括X本身）。

但是对泛型类GenericType来说，如果其中提供了get和set类型参数变量的方法的话，set方法是不允许被调用的，会出现编译错误。

get方法则没问题，会返回一个Fruit类型的值。

为何？

道理很简单，？ extends X 表示类型的上界，类型参数是X的子类，那么可以肯定的说，get方法返回的一定是个X（不管是X或者X的子类），编译器是可以确定知道的。但是set方法只知道传入的是个X，至于具体是X的哪个子类，编译器并不知道。

总结：主要用于安全地访问数据，可以访问X及其子类型，并且不能写入非null的数据。

1.7.2 ？ super X

表示传递给方法的参数，必须是X的超类（包括X本身）。

但是对泛型类GenericType来说，如果其中提供了get和set类型参数变量的方法的话，set方法可以被调用的，且能传入的参数只能是X或者X的子类。

get方法只会返回一个Object类型的值。

为何？

？ super X 表示类型的下界，类型参数是X的超类（包括X本身），那么可以肯定的说，get方法返回的一定是个X的超类，那么到底是哪个超类？不知道，但是可以肯定的说，Object一定是它的超类，所以get方法返回Object。编译器是可以确定知道的。对于set方法来说，编译器不知道它需要的确切类型，但是X和X的子类可以安全的转型为X。

总结：主要用于安全地写入数据，可以写入X及其父类型。

1.8 无限定的通配符

表示对类型没有什么限制，可以把 ? 看成所有类型的父类，如Pair< ?>；

比如：

ArrayList< T> al= new ArrayList< T>(); 指定集合元素只能是T类型。

ArrayList< ?> al= new ArrayList< ?>();集合元素可以是任意类型，这种没有意义，一般是方法中，只是为了说明用法。

在使用上：

？ getFirst() ：返回值只能赋给 Object；

void setFirst(?) ： setFirst 方法不能被调用，甚至不能用 Object 调用；

2. 造火箭攻略

2.1 虚拟机是如何实现泛型的？

泛型思想早在C++语言的模板（Template）中就开始生根发芽，在Java语言处于还没有出现泛型的版本时，只能通过Object是所有类型的父类和类型强制转换两个特点的配合来实现类型泛化。由于Java语言里面所有的类型都继承于java.lang.Object，所以Object转型成任何对象都是有可能的。但是也因为有无限的可能性，就只有程序员和运行期的虚拟机才知道这个Object到底是个什么类型的对象。

在编译期间，编译器无法检查这个Object的强制转型是否成功，如果仅仅依赖程序员去保障这项操作的正确性，许多ClassCastException的风险就会转嫁到程序运行期之中。

泛型技术在C#和Java之中的使用方式看似相同，但实现上却有着根本性的分歧。

C#的泛型无论在程序源码中、编译后的IL中（Intermediate Language，中间语言，这时候泛型是一个占位符），或是运行期的CLR中，都是切实存在的，List＜int＞与List＜String＞就是两个不同的类型，它们在系统运行期生成，有自己的虚方法表和类型数据，这种实现称为类型膨胀，基于这种方法实现的泛型称为真实泛型。

Java语言中的泛型则不一样，它只在程序源码中存在，在编译后的字节码文件中，就已经替换为原来的原生类型（Raw Type，也称为裸类型）了，并且在相应的地方插入了强制转型代码，因此，对于运行期的Java语言来说，ArrayList＜int＞与ArrayList＜String＞就是同一个类，所以泛型技术实际上是Java语言的一颗语法糖，Java语言中的泛型实现方法称为类型擦除，基于这种方法实现的泛型称为伪泛型。

由于Java泛型的引入，各种场景（虚拟机解析、反射等）下的方法调用都可能对原有的基础产生影响和新的需求，如在泛型类中如何获取传入的参数化类型等。

因此，JCP组织对虚拟机规范做出了相应的修改，引入了诸如Signature、LocalVariableTypeTable等新的属性用于解决伴随泛型而来的参数类型的识别问题。

Signature是其中最重要的一项属性，它的作用就是存储一个方法在字节码层面的特征签名，这个属性中保存的参数类型并不是原生类型，而是包括了参数化类型的信息。

修改后的虚拟机规范要求所有能识别49.0以上版本的Class文件的虚拟机都要能正确地识别Signature参数。

另外，从Signature属性的出现我们还可以得出结论，擦除法所谓的擦除，仅仅是对方法的Code属性中的字节码进行擦除，实际上元数据中还是保留了泛型信息，这也是我们能通过反射手段取得参数化类型的根本依据。

2.2 泛型擦除

Java泛型是使用擦除来实现的，这意味着当你在使用泛型时，任何具体的类型信息都被擦除了，你唯一知道的就是你在使用一个对象。泛型类型是只有在静态类型检查期间才出现，在此之后，程序中的所有泛型类型都将被擦除，替换为它们的非泛型上界。 因此，List< String>和List< Integer>在运行时事实上是相同的类型，这两种形式都被擦除成它们的“原生”类型，即List。

为了减少潜在的关于擦除的混淆，你必须清楚地认识到这不是一个语言特性。它是Java的泛型实现的一种折中处理，因为泛型不是Java语言出现的时候就有的组成部分，所以这种折中是必须的。

3. 拧螺丝攻略

3.1 泛型的本质

注意，数组不存在泛型数组。因为泛型数组的形式，会破坏数组本身的协变特性。

注意，虽然存在泛型擦除，但是类常量池里面依然保留着泛型信息。

想想我们的Retrofit，我们传入泛型进而请求数据，泛型明明已经被擦出。但是，在服务端返回数据后依然能实例化出对应的泛型对象数据，就是因为这个泛型信息依然存在于类常量池中，通过API反射获取泛型类型（getGenericType）,再通过Gson实例化出泛型类型对象做到的。

3.1.1 泛型的擦除处理

查看对应的字节码反编译文件：

由此可见，通过运行时获取的类信息是完全一致的，泛型类型已被擦除。擦除后只留下原始类型，这里也就是List。

3.1.2 泛型类的继承处理

从上图可知，泛型擦除时，泛型T会被强转为Object类型。而ImplUser实现了User接口，我们声明了它的类型是String类型。

明明类型不一致，那么它到底是怎样完成继承呢？

可以看到它会自动生成对应的Objdect类型的桥方法getName，其内部调用ImplUser的String类型的getNmae方法。

3.1.3 泛型擦除小结

Java编译器具体是如何擦除泛型的：

检查泛型类型，获取目标类型
擦除类型变量，并替换为限定类型。如果泛型类型的类型变量没有限定（T）,则用Object作为原始类型。如果有限定（T extends XClass）,则用XClass作为原始类型。如果有多个限定（T extends XClass & XClass2）则使用第一个边界XClass作为原始类。
在必要时插入类型转换以保持类型安全
生成桥方法以在扩展时保持多态性

Java 泛型攻略