面试题:Java 泛型擦除是什么?

Java中的泛型擦除(Generics Erasure)是Java编译器在处理泛型时采用的一种机制。这种机制主要源于Java的设计历史和向后兼容性的考虑。简单来说,泛型信息只存在于源代码级别,在编译成字节码时,这些泛型类型参数会被替换为它们的上限(通常是Object),这一过程被称为类型擦除

泛型擦除的主要特点

  1. 类型安全检查发生在编译期:编译器会根据泛型类型的声明进行类型检查,确保不会出现类型错误的操作。一旦编译完成,所有的泛型类型信息都将被移除。
  2. 运行时无法获取泛型类型信息:由于类型擦除的存在,JVM在运行时并不知道具体的泛型类型是什么,所有泛型类或接口都被视为它们的上限类型。例如,List<String>List<Integer> 在运行时实际上是相同的类型,都是 List 类型。
  3. 桥方法:为了保持多态性,当泛型涉及到继承关系时,编译器会在子类中生成所谓的“桥方法”。这些方法用于保证父类和子类之间的类型转换正确无误。

示例说明

public class GenericClass<T> {
    private T value;

    public void setValue(T value) {
        this.value = value;
    }

    public T getValue() {
        return value;
    }
}

在编译之后,上述代码中的泛型类型 T 会被替换为其上限(如果没有指定上限,默认为 Object)。也就是说,编译后的字节码实际上等同于:

public class GenericClass {
    private Object value;

    public void setValue(Object value) {
        this.value = value;
    }

    public Object getValue() {
        return value;
    }
}

泛型擦除的影响

  • 不能创建泛型数组:因为类型信息在运行时不可用,所以你不能直接创建一个泛型类型的数组(如 new T[]),这会导致编译错误。
  • 不能使用 instanceof 检查泛型类型:由于类型擦除,你不能使用 instanceof 来判断对象是否属于某个特定的泛型类型。
  • 类型转换限制:虽然可以在编译期进行类型转换,但是由于类型擦除,运行时的所有泛型类型都被认为是其上限类型,这意味着你需要小心处理类型转换以避免 ClassCastException

总结

尽管存在类型擦除带来的局限性,Java泛型仍然提供了强大的类型安全性和灵活性,尤其是在编写通用代码、集合操作等方面。理解类型擦除的工作原理有助于更好地利用泛型,并避免一些常见的陷阱。

THE END
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