面试官：说说什么是泛型的类型擦除？

类型擦除做了什么?

上面我们说了，编译完成后会对泛型进行类型擦除，如果想要眼见为实，实际看一下的话应该怎么办呢?那么就需要对编译后的字节码文件进行反编译了，这里使用一个轻量级的小工具Jad来进行反编译(可以从这个地址进行下载：https://varaneckas.com/jad/)

Jad的使用也很简单，下载解压后，把需要反编译的字节码文件放在目录下，然后在命令行里执行下面的命令就可以在同目录下生成反编译后的.java文件了：

 
 
 
 

  
  
  
  
jad -sjava Test.class 
 
 
 
 

好了，工具准备好了，下面我们就看一下不同情况下的类型擦除。

1、无限制类型擦除

当类定义中的类型参数没有任何限制时，在类型擦除后，会被直接替换为Object。在下面的例子中， 中的类型参数T就全被替换为了Object(左侧为编译前的代码，右侧为通过字节码文件反编译得到的代码)：

2、有限制类型擦除

当类定义中的类型参数存在限制时，在类型擦除中替换为类型参数的上界或者下界。下面的代码中，经过擦除后T被替换成了Integer：

3、擦除方法中的类型参数

比较下面两边的代码，可以看到在擦除方法中的类型参数时，和擦除类定义中的类型参数一致，无限制时直接擦除为Object，有限制时则会被擦除为上界或下界：

反射能获取泛型的类型吗?

估计对Java反射比较熟悉小伙伴要有疑问了，反射中的getTypeParameters方法可以获得类、数组、接口等实体的类型参数，如果类型被擦除了，那么能获取到什么呢?我们来尝试一下使用反射来获取类型参数：

 
 
 
 

  
  
  
  
System.out.println(Arrays.asList(list1.getClass().getTypeParameters()));
 
 
 
 

执行结果如下：

 
 
 
 

  
  
  
  
[E]
 
 
 
 

同样，如果打印Map对象的参数类型：

 
 
 
 

  
  
  
  
Map map=new HashMap<>();
  
  
  
  
System.out.println(Arrays.asList(map.getClass().getTypeParameters()));
 
 
 
 

最终也只能够获取到：

 
 
 
 

  
  
  
  
[K, V]
 
 
 
 

可以看到通过getTypeParameters方法只能获取到泛型的参数占位符，而不能获得代码中真正的泛型类型。

能在指定类型的List中放入其他类型的对象吗?

使用泛型的好处之一，就是在编译的时候能够检查类型安全，但是通过上面的例子，我们知道运行时是没有泛型约束的，那么是不是就意味着，在运行时可以把一个类型的对象能放进另一类型的List呢?我们先看看正常情况下，直接调用add方法会有什么报错：

当我们尝试将User类型的对象放入String类型的数组时，泛型的约束会在编译期间就进行报错，提示提供的User类型对象不适用于String类型数组。那么既然编译时不行，那么我们就在运行时写入，借助真正运行的class是没有泛型约束这一特性，使用反射在运行时写入：

 
 
 
 

  
  
  
  
public class ReflectTest {
  
  
  
  
    static List list = new ArrayList<>();
  
  
  
  

  
  
  
  
    public static void main(String[] args) {
  
  
  
  
        list.add("1");
  
  
  
  
        ReflectTest reflectTest =new ReflectTest();
  
  
  
  
        try {
  
  
  
  
            Field field = ReflectTest.class.getDeclaredField("list");
  
  
  
  
            field.setAccessible(true);
  
  
  
  
            List list=(List) field.get(reflectTest);
  
  
  
  
            list.add(new User());
  
  
  
  
        } catch (Exception e) {
  
  
  
  
            e.printStackTrace();
  
  
  
  
        }        
  
  
  
  
    }
  
  
  
  
}
 
 
 
 

执行上面的代码，不仅在编译期间可以通过语法检查，并且也可以正常地运行，我们使用debug来看一下数组中的内容：

可以看到虽然数组中声明的泛型类型是String，但是仍然成功的放入了User类型的对象。那么，如果我们在代码中尝试取出这个User对象，程序还能正常执行吗，我们在上面代码的最后再加上一句：

 
 
 
 

  
  
  
  
System.out.println(list.get(1));
 
 
 
 

再次执行代码，程序运行到最后的打印语句时，报错如下：

异常提示User类型的对象无法被转换成String类型，这是否也就意味着，在取出对象时存在强制类型转换呢?我们来看一下ArrayList中get方法的源码：

 
 
 
 

  
  
  
  
public E get(int index) {
  
  
  
  
    rangeCheck(index);
  
  
  
  
    return elementData(index);
  
  
  
  
}
  
  
  
  

  
  
  
  
E elementData(int index) {
  
  
  
  
    return (E) elementData[index];
  
  
  
  
}
 
 
 
 

可以看到，在取出元素时，会将这个元素强制类型转换成泛型中的类型，也就是说在上面的代码中，最后会尝试强制把User对象转换成String类型，在这一阶段程序会报错。通过这一过程，也再次证明了泛型可以对类型安全进行检测。

类型擦除会引起什么问题?

下面我们看一个稍微有点复杂的例子，首先声明一个接口，然后创建一个实现该接口的类：

 
 
 
 

  
  
  
  
public interface Fruit {
  
  
  
  
    T get(T param);
  
  
  
  
}
  
  
  
  

  
  
  
  
public class Apple implements Fruit {
  
  
  
  
    @Override
  
  
  
  
    public Integer get(Integer param) {
  
  
  
  
        return param;
  
  
  
  
    }
  
  
  
  
}
 
 
 
 

按照之前我们的理解，在进行类型擦除后，应该是这样的：

 
 
 
 

  
  
  
  
public interface Fruit {
  
  
  
  
    Object get(Object param);
  
  
  
  
}
  
  
  
  

  
  
  
  
public class Apple implements Fruit {
  
  
  
  
    @Override
  
  
  
  
    public Integer get(Integer param) {
  
  
  
  
        return param;
  
  
  
  
    }
  
  
  
  
}
 
 
 
 

但是，如果真是这样的话那么代码是无法运行的，因为虽然Apple类中也有一个get方法，但是与接口中的方法参数不一致，也就是说没有覆盖接口中的方法。针对这种情况，编译器会通过添加一个桥接方法来满足语法上的要求，同时保证了基于泛型的多态能够有效。我们反编译上面代码生成的字节码文件：

可以看到，编译后的代码中生成了两个get方法。参数为Object的get方法负责实现Fruit接口中的同名方法，然后在实现类中又额外添加了一个参数为Integer的get方法，这个方法也就是理论上应该生成的带参数类型的方法。最终用接口方法调用额外添加的方法，通过这种方式构建了接口和实现类的关系，类似于起到了桥接的作用，因此也被称为桥接方法，最终，通过这种机制保证了泛型情况下的Java多态性。

总结

本文由面试中常见的一道面试题入手，介绍了java中泛型的类型擦除相关知识，通过这一过程，也便于大家理解为什么平常总是说java中的泛型是一个伪泛型，同时也有助于大家认识到java中泛型的一些缺陷。了解类型擦除的原因以及原理，相信能够方便大家在日常的工作中更好的使用泛型。