一句話，講清楚java泛型的本質（非類型擦除）
背景
昨天，在逛論壇時遇到個這麽個問題，上代碼：
public class GenericTest { //方法一 public static <T extends Comparable<T>> List<T> sort(List<T> list) { return Arrays.asList(list.toArray((T[]) new Comparable[list.size()])); } //方法二 public static <T extends Comparable<T>> T[] sort2(List<T> list) { // 這裏沒報錯 return list.toArray((T[]) new Comparable[list.size()]); } public static void main(String[] args) { List<Integer> list = new ArrayList<>(); list.add(1); list.add(2); // 方法一調用正常 System.out.println(sort(list).getClass()); // 方法二調用報錯了，這裏報錯了 System.out.println(sort2(list).getClass()); } }
這個問題有以下四個現象：
（1）方法一調用完全正常；
（2）方法二調用報錯了；
（3）方法二報錯的地方是在System.out.println(sort2(list).getClass());這行，而不是return list.toArray((T[]) new Comparable[list.size()]);這行；
（4）報的錯是[Ljava.lang.Comparable; cannot be cast to [Ljava.lang.Integer;；
怎麽樣？你心中有答案嘛？類型擦除？怎麽擦？摩擦摩擦？
解決
剛拿到這道題，我也是一臉懵逼，這要報錯也應該是在return list.toArray((T[]) new Comparable[list.size()]);
抱著不放棄不拋棄的心態，彤哥做了大量的實驗，終於得出了泛型的本質，且聽我娓娓道來。
小插曲
首先，我們要明白，java中的數組是不支持向下轉型的，但是如果本身就是那個類型的是可以轉過去的，請看下面的例子：
public static void main(String[] args) { Object[] objs = new Object[]{1}; // 類型轉換錯誤 // Integer[] ins = (Integer[]) objs; Object[] objs2 = new Integer[]{1}; // 不報錯 Integer[] ins2 = (Integer[]) objs2; }
類型擦除
java裏的泛型是假泛型，只在編譯期有效，在運行時是沒有泛型的概念的，舉個簡單的例子：
public static void main(String[] args) {
List<String> strList = Arrays.asList("1");
List<Integer> intList = Arrays.asList(1);
// 打印：true
System.out.println(strList.getClass() == intList.getClass());
}可以看到兩個list的類型是一樣的，如果你覺得這個例子不夠說服力，那我給你個過分點的例子：
public static void main(String[] args) throws NoSuchMethodException, InvocationTargetException, IllegalAccessException {
List<String> strList = new ArrayList<>();
Method addMethod = strList.getClass().getMethod("add", Object.class);
addMethod.invoke(strList, 1);
addMethod.invoke(strList, true);
addMethod.invoke(strList, new Long(1));
addMethod.invoke(strList, new Byte[]{1});
// 打印：[1, true, 1, 1]
System.out.println(strList);
}瞧，我可以往一個String類型的List中扔任何我想扔的東西，服不服？！
所以說java裏面的泛型是假的，運行時不存在滴。
回歸正題
數組不能向下強轉我懂了，類型擦除我也懂了，似乎還是過不好這一生，呃不是，是還是解決不了這道題啊？
呃，好像是~~
我們再來看一個簡單的例子：
// GenericTest2.java（源碼）
public class GenericTest2 {
public static void main(String[] args) {
System.out.println(raw("1"));
}
public static <T> T raw(T t) {
return t;
}
}
// GenericTest2.class（反編譯）
public class GenericTest2 {
public GenericTest2() {
}
public static void main(String[] args) {
System.out.println((String)raw("1"));
}
public static <T> T raw(T t) {
return t;
}
}嗯~似乎看出來點端倪，反編譯後多了個構造方法。
呃，沒錯。還有呢？
仔細一看，System.out.println((String)raw("1"));這一句多加了個String強轉。
這就是關鍵所在，結合類型擦除，運行時並沒有所謂的泛型，所以raw()返回的其實是Object，但是調用者自己知道我要的是String類型啊，所以我就知道強轉一下嘍。
我們再來看個極端的例子：
// GenericTest2.java（源碼）
public class GenericTest2 {
public static void main(String[] args) {
System.out.println(raw("1"));
}
public static <T> T raw(T t) {
return (T)new Integer(1);
}
}
// GenericTest2.class（反編譯）
public class GenericTest2 {
public GenericTest2() {
}
public static void main(String[] args) {
System.out.println((String)raw("1"));
}
public static <T> T raw(T t) {
return new Integer(1);
}
}仔細觀察，可以發現，raw()方法裏的強轉(T)new Integer(1)變成了new Integer(1)，強轉被擦除了，實際上在運行時這裏的T變成了Object，所有類型都是Object的子類，也就不需要強轉了。
而(String)raw("1")的強轉還是加上的，這是調用者知道類型是String，所以raw()返回後自己強轉成String一下。
當然，這個代碼運行是會報錯的，java.lang.Integer cannot be cast to java.lang.String，因為raw()返回的是Integer類型，強轉成String類型失敗了。
好了，基本思路就是這樣。
泛型類呢？
我們上面舉的例子都是泛型方法，那麽泛型類呢？
同樣地，我們來看個例子：
// GenericTest3.java（源碼）
public class GenericTest3 {
public static void main(String[] args) {
System.out.println(new Raw<String>().raw("1"));
}
}
class Raw<T> {
public T raw(T t) {
return (T)new Integer(1);
}
}
// GenericTest3.class（反編譯）
public class GenericTest3 {
public GenericTest3() {
}
public static void main(String[] args) {
System.out.println((String)(new Raw()).raw("1"));
}
}
class Raw<T> {
Raw() {
}
public T raw(T t) {
return new Integer(1);
}
}可以看到，跟泛型方法的表現一模一樣。當然，這裏運行時也會報java.lang.Integer cannot be cast to java.lang.String這個錯誤。
總結
java中的泛型只在編譯期有效，在運行時只有調用者知道需要什麽類型，且調用者調用泛型方法後自己做強制轉換，被調用者是完全無感的。
所以，出現問題不要問被調用者，而是要問調用者，你丫是怎麽調用的？！
解答開篇
為了方便我們還是把開篇的問題拿過來。
// GenericTest.java（源碼）
public class GenericTest {
//方法一
public static <T extends Comparable<T>> List<T> sort(List<T> list) {
return Arrays.asList(list.toArray((T[]) new Comparable[list.size()]));
}
//方法二
public static <T extends Comparable<T>> T[] sort2(List<T> list) {
// 這裏沒報錯
return list.toArray((T[]) new Comparable[list.size()]);
}
public static void main(String[] args) {
List<Integer> list = new ArrayList<>();
list.add(1);
list.add(2);
// 方法一調用正常
System.out.println(sort(list).getClass());
// 方法二調用報錯了，這裏報錯了
System.out.println(sort2(list).getClass());
}
}這裏似乎又不太一樣，變成了<T extends Comparable<T>>，其實是一樣的啦，如果單獨寫<T>是相當於<T extends Object>的。
那麽，我們就延伸一下，被調用者是完全無感的，它只能盡力拿到它知道的類型，比如這裏就只能盡力拿到Comparable，如果是<T>拿到的就是Object。
所以，方法二返回的就是實打實的Comparable[]類型，作為被調用者，它一點問題都沒有。
但是，調用方是知道我需要的是Integer[]類型的，因為list裏面是Integer類型，所以返回的應該是Integer[]類型，所以我就強轉嘍，然後就報錯了。
到底是不是這樣？我們來看看反編譯後的代碼：
// GenericTest.class（反編譯）
public class GenericTest {
public GenericTest() {
}
public static <T extends Comparable<T>> List<T> sort(List<T> list) {
return Arrays.asList(list.toArray((Comparable[])(new Comparable[list.size()])));
}
public static <T extends Comparable<T>> T[] sort2(List<T> list) {
// 這裏使用的是Comparable[]強轉，所以返回的也是實打實的Comparable[]類型
return (Comparable[])list.toArray((Comparable[])(new Comparable[list.size()]));
}
public static void main(String[] args) {
List<Integer> list = new ArrayList();
list.add(1);
list.add(2);
System.out.println(sort(list).getClass());
// 數組向下轉型失敗
System.out.println(((Integer[])sort2(list)).getClass());
}
}可以看到，跟我們的分析完全一致。
一句話，一輩子
java中的泛型只在編譯期有效，在運行時只有調用者知道它自己需要什麽類型，且調用者調用泛型方法後自己做強制轉換，被調用者是完全無感的，被調用者只能盡力拿到它所知道的類型。
此時，我的腦海中不經響起那熟悉的旋律，“一句話，一輩子……”，今天的這句話你記住了嗎？
一句話，講清楚java泛型的本質（非類型擦除）