Java 泛型 泛型代码和虚拟机

Java 泛型 泛型代码和虚拟机

@author ixenos

类型擦除、原始类型、给JVM的指令、桥方法、Java泛型转换的事实

l 类型擦除(type erasure)

n Java泛型的处理在编译器中运行，编译生成的字节码bytecode不包含泛型信息，泛型信息在编译处理时被擦除(erasure)，这个过程即类型擦除

l 原始类型(raw type)

n 定义一个泛型类型，编译器自动提供一个相应的原始类型(raw type)，原始类型就是删除类型参数（包括泛型类型变量及其限定类型）后的泛型类型名。擦除类型变量，原始类型替换为限定类型（无限定则用Object）

n 泛型变量有限定类型示例： <T extends Comparable & Serializable> ,因为Comparable包含实现方法CompareTo，而Serializable只是个标签（Tagging）接口，若二者对调位置，则原始类型将用Serializable来替换，这样在编译器必要时要向Comparable插入强制类型转换，所以为了提高效率，最好将标签（Tagging）接口放在边界列表的末尾

u 标签（Tagging）接口：没有方法的接口

l 给JVM的指令：擦除方法返回类型，编译器将方法调用处理为两条JVM虚拟机指令

n 对原始方法的调用（返回Object类型或限定类型）

n 将返回的Object类型强制转换为泛型类型的具体类型（如Employee）

u 补充#当存取一个泛型域时也要插入强制类型转换

l 桥方法（bridge method）

n 擦除前

Class DateInterval extends Pair

{

Public void setSecond(Date second)

{

If(…)

Super.setSecond(second);

}

}

n 擦除后

Class DateInterval extends Pair

{

Public void setSecond(Date second){…}

}

而这时候还出现了另一个从Pair继承的setSecond方法，形参是Object类型 ： public void setSecond(Object second){…}

n 然后考虑下面的语句（要求多态调用）出现的问题：

DateInterval interval = new DateInterval(…);

Pairpair = interval; //向上转型(assignment to superclass)

pair.setSecond(aDate);

u 问题一：类型擦除和多态冲突

向上转型后pair的setSecond方法可以多态调用了（即调用父类或子类的方法，一般调用子类方法），但是类型擦除后只能调用原始类型的方法。

问题一解决方案：编译器在DateInterval类中生成一个桥方法：

public void setSecond(Object second) {setSecond((Date) second)}

1、 当用pair.setSecond(aDate)调用方法时，将会调用DateInterval.setSecond(Object)方法（桥方法）

2、 DateInterval.setSecond(Object)将调用DateInterval.setSecond(Date)方法

u 问题二：子类重写无参(方法签名相同)方法，但类中却出现两个仅返回类型不同(JDK 5允许重写时修改返回类型)的方法，（桥方法出现）

　　　　{

　　　　协变式覆盖(Override):http://www.cnblogs.com/ixenos/p/5645741.html

　　　　在JDK 1.4及以前，子类方法如果要覆盖超类的某个方法，必须具有完全相同的方法签名，包括返回值也必须完全一样。

　　　　JDK 5开始，只要子类方法与超类方法具有相同的方法签名(形参)，或者子类方法的返回值是超类方法的子类型(增加了对协变返回值的支持)，就可以覆盖。

　　　　}

　　　而返回类型的不同不算多态(重载)，是JDK 5 开始有的合法重写(如上所述)，所以一个类中出现两个仅有返回类型不同的方法在Java语言中是非法的，通不过编译。

假设DateInterval方法也覆盖了getSecond方法（仅改变返回类型）：

Class DateInterval extends Pair

{

Public Date getSecond()

{

return (Date)super.getSecond().clone();

}

}

我们知道，返回类型的不同不算多态(重载)，是重写，所以在一个类中出现两个仅有返回类型不同的方法在Java语言中是非法的，通不过编译。

然而，在擦除的类型中，即在DateInterval类中出现了两个getSecond方法（）：

Date getSecond() //在DateInterval中定义

Object getSecond() //桥方法！重写定义在Pair类中的方法，将会调用上面的方法Date getSecond()

#而在JVM虚拟机中是用返回值和参数类型确定同一个方法的，因此如果编译器产生两个仅有返回类型不同的方法字节码，虚拟机能够正确地处理这一情况。

l Java泛型转换的事实：

n 虚拟机中没有泛型，只有普通的类和方法

n 所有的类型参数都用他们的限定类型替换

n 桥方法被合成来保持多态

n 为保持类型安全性，必要时插入强制类型转换