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十分钟理解Java泛型擦除

今天我们来讲解泛型中另一个重要知识点——泛型擦除!

泛型擦除概念

泛型信息只存在于代码编译阶段,但是在java的运行期(已经生成字节码文件后)与泛型相关的信息会被擦除掉,专业术语叫做类型擦除。我们来看一个例子:

ArrayList l1 = new ArrayList();
ArrayList l2 = new ArrayList();
System.out.println(l1.getClass()==l2.getClass());

运行代码,结果为True

这是因为ArrayList 和ArrayList 在 jvm 中的 Class 都是 List.class,二者在 jvm 中等同于List。

通过下面的例子我们做进一步的分析

import java.lang.reflect.Field;
public class GeneErasure {
T object;
public GeneErasure(T object) {
this.object = object;
}
public static void main(String[] args) {
GeneErasure demo = new GeneErasure("hi");
Class classz = demo.getClass();
System.out.println(classz.getName());
//输出com.my.generic.GeneErasure
Field[] fs = classz.getDeclaredFields();
for ( Field f:fs) {
System.out.println("feild: "+f.getName()+"type:"+f.getType().getName());
//输出feild: object type:java.lang.Object
}
}

通过这个例子我们可以看到Class 的类型仍然是GeneErasure并不是GeneErasure 这种形式,而类型T被替换成 Object 类型。接下来我们做另一个尝试,把GeneErasure 更改为 GeneErasure

输出结果为:

feild: object type:java.lang.String

所以,在泛型类被类型擦除的时候,之前泛型类中的类型参数部分如果没有指定上限,如则会被转译成普通的Object 类型,如果指定了上限,如则类型参数就被替换成类型上限。

利用类型擦除干“坏事儿”

大家都知道,下面这段代码l.add(123)无法编译通过,因为123不是String类型,这也是使用泛型的好处之一。

ArrayList l=new ArrayList();
l.add("abc");
l.add(123);

但是我们理解了泛型擦除的原理,我们可以巧妙地利用这个原理结合反射知识干一些“坏事”,例如:

ArrayListl=new ArrayList();
l.add("abc");
try {
Method method = l.getClass().getDeclaredMethod("add",Object.class);
method.invoke(l,"test");
method.invoke(l,100.f);
}catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
}
System.out.println("list的大小是:"+l.size());
for ( Object o: l){
System.out.println(o);
}

运行结果是:

list的大小是:3
abc
test
100.0(被成功插入到ArrayList中)

我们可以看见100.0 成功地插入到ArrayList 中了,所以利用类型擦除的原理并结合反射的手段就绕过了正常开发中编译器不允许的操作限制。

通俗的理解

我们可以将泛型比作是一个看守,他来守护我们的代码安全,然后设置各项规定,“xxx 禁止出入”的提醒。而现实生活中,也总会有些人能够基于对门卫们生活作息的规律,绕开他们的监视(反射结合泛型擦除)来干一些坏事儿 。

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