Chinaunix首页 | 论坛 | 博客
  • 博客访问: 1604004
  • 博文数量: 43
  • 博客积分: 169
  • 博客等级: 入伍新兵
  • 技术积分: 1162
  • 用 户 组: 普通用户
  • 注册时间: 2012-04-08 15:35
文章分类

全部博文(43)

文章存档

2021年(1)

2019年(4)

2016年(6)

2015年(8)

2013年(19)

2012年(5)

分类: Java

2013-04-17 08:25:39

Java泛型-类型擦除

一、概述

      Java泛型在使用过程有诸多的问题,如不存在List.class, List不能赋值给List(不可协变),奇怪的ClassCastException等。 正确的使用Java泛型需要深入的了解Java的一些概念,如协变,桥接方法,以及这篇笔记记录的类型擦除。Java泛型的处理几乎都在编译器中进行,编译器生成的bytecode是不包涵泛型信息的,泛型类型信息将在编译处理是被擦除,这个过程即类型擦除。

二、编译器如何处理泛型?

     通常情况下,一个编译器处理泛型有两种方式:
     1.Code specialization
。在实例化一个泛型类或泛型方法时都产生一份新的目标代码(字节码or二进制代码)。例如,针对一个泛型list,可能需要 针对stringintegerfloat产生三份目标代码。
     2.Code sharing
。对每个泛型类只生成唯一的一份目标代码;该泛型类的所有实例都映射到这份目标代码上,在需要的时候执行类型检查和类型转换。
     C++
中的模板(template)是典型的Code specialization实现。C++编译器会为每一个泛型类实例生成一份执行代码。执行代码中integer liststring list是两种不同的类型。这样会导致代码膨胀(code bloat),不过有经验的C++程序员可以有技巧的避免代码膨胀。
     Code specialization
另外一个弊端是在引用类型系统中,浪费空间,因为引用类型集合中元素本质上都是一个指针。没必要为每个类型都产生一份执行代码。而这也是Java编译器中采用Code sharing方式处理泛型的主要原因。
     Java
编译器通过Code sharing方式为每个泛型类型创建唯一的字节码表示,并且将该泛型类型的实例都映射到这个唯一的字节码表示上。将多种泛型类形实例映射到唯一的字节码表示是通过类型擦除(type erasue)实现的。

三、 什么是类型擦除?

     类型擦除指的是通过类型参数合并,将泛型类型实例关联到同一份字节码上。编译器只为泛型类型生成一份字节码,并将其实例关联到这份字节码上。类型擦除的关键在于从泛型类型中清除类型参数的相关信息,并且再必要的时候添加类型检查和类型转换的方法。
    
类型擦除可以简单的理解为将泛型java代码转换为普通java代码,只不过编译器更直接点,将泛型java代码直接转换成普通java字节码。
    
类型擦除的主要过程如下:
     1.
将所有的泛型参数用其最左边界(最顶级的父类型)类型替换。
     2.
移除所有的类型参数。
    

interface Comparable  {
  public int compareTo( A that);
}
final class NumericValue implements Comparable  {
  priva te byte value; 
  public  NumericValue (byte value) { this.value = value; } 
  public  byte getValue() { return value; } 
  public  int compareTo( NumericValue t hat) { return this.value - that.value; }
}
-----------------
class Collections { 
  public static 
>A max(Collection  xs) {
    Iterator 
 xi = xs.iterator();
    A w = xi.next();
    while (xi.hasNext()) {
      A x = xi.next();
      if (w.compareTo(x) < 0) w = x;
    }
    return w;
  }
}
final class Test {
  public static void main (String[ ] args) {
    LinkedList  numberList = new LinkedList  ();
    numberList .add(new NumericValue((byte)0)); 
    numberList .add(new NumericValue((byte)1)); 
    NumericValue y = Collections.max( numberList ); 
  }
}
经过类型擦除后的类型为
 interface Comparable {
  public int compareTo( Object that);
}
final class NumericValue implements Comparable {
  priva te byte value; 
  public  NumericValue (byte value) { this.value = value; } 
  public  byte getValue() { return value; } 
  public  int compareTo( NumericValue t hat)   { return this.value - that.value; }
  public  int compareTo(Object that) { return this.compareTo((NumericValue)that);  }
}
-------------
class Collections { 
  public static Comparable max(Collection xs) {
    Iterator xi = xs.iterator();
    Comparable w = (Comparable) xi.next();
    while (xi.hasNext()) {
      Comparable x = (Comparable) xi.next();
      if (w.compareTo(x) < 0) w = x;
    }
    return w;
  }
}
final class Test {
  public static void main (String[ ] args) {
    LinkedList numberList = new LinkedList();
    numberList .add(new NumericValue((byte)0));  

    numberList .add(new NumericValue((byte)1)); 
    NumericValue y = (NumericValue) Collections.max( numberList ); 
  }
}
第一个泛型类Comparable
擦除后 A被替换为最左边界ObjectComparable的类型参数NumericValue被擦除掉,但是这直 接导致NumericValue没有实现接口ComparablecompareTo(Object that)方法,于是编译器充当好人,添加了一个桥接方法。
第二个示例中限定了类型参数的边界
>A,A必须为Comparable的子类,按照类型擦除的过程,先讲所有的类型参数 ti换为最左边界Comparable,然后去掉参数类型A,得到最终的擦除后结果。

四、类型擦除带来的问题

     正是由于类型擦除的隐蔽存在,直接导致了众多的泛型灵异问题。
 Q1.
用同一泛型类的实例区分方法签名?——NO
    import java.util.*;

    public class Erasure{

            public void test(List ls){
                System.out.println("Sting");
            }
            public void test(List li){
                System.out.println("Integer");
            }
    }
编译该类,

 

参数类型明明不一样啊,一个List,一个是List,但是,偷偷的说,type erasure之后,它就都是List??
Q2.
同时catch同一个泛型异常类的多个实例?——NO
同理,如果定义了一个泛型一场类GenericException,千万别同时catch GenericException GenericException,因为他们是一样一样滴??
Q3.
泛型类的静态变量是共享的?——Yes
猜猜这段代码的输出是什么?
import java.util.*;

public class StaticTest{
    public static void main(String[] args){
        GT gti = new GT();
        gti.var=1;
        GT gts = new GT();
        gts.var=2;
        System.out.println(gti.var);
    }
}
class GT{
    public static int var=0;
    public void nothing(T x){}
}
答案是——2!由于经过类型擦除,所有的泛型类实例都关联到同一份字节码上,泛型类的所有静态变量是共享的。

五、Just remember

1.虚拟机中没有泛型,只有普通类和普通方法
2.
所有泛型类的类型参数在编译时都会被擦除
3.
创建泛型对象时请指明类型,让编译器尽早的做参数检查(Effective Java,第23条:请不要在新代码中使用原生态类型)
4.
不要忽略编译器的警告信息,那意味着潜在的ClassCastException等着你。

阅读(2425) | 评论(0) | 转发(0) |
给主人留下些什么吧!~~