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RednaxelaFX
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答复: Java获得泛型类型

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转自Java获得泛型类型的回复,内容有细微调整。

Java泛型有这么一种规律:
位于声明一侧的,源码里写了什么到运行时就能看到什么;
位于使用一侧的,源码里写什么到运行时都没了。

什么意思呢?“声明一侧”包括泛型类型(泛型类与泛型接口)声明、带有泛型参数的方法和域的声明。注意局部变量的声明不算在内,那个属于“使用”一侧。
import java.util.List;
import java.util.Map;

public class GenericClass<T> {                // 1
    private List<T> list;                     // 2
    private Map<String, T> map;               // 3
    
    public <U> U genericMethod(Map<T, U> m) { // 4
        return null;
    }
}

上面代码里,带有注释的行里的泛型信息在运行时都还能获取到,原则是源码里写了什么运行时就能得到什么。针对1的GenericClass<T>,运行时通过Class.getTypeParameters()方法得到的数组可以获取那个“T”;同理,2的T、3的java.lang.String与T、4的T与U都可以获得。源码文本里写的是什么运行时就能得到什么;像是T、U等在运行时的实际类型是获取不到的。

这是因为从Java 5开始class文件的格式有了调整,规定这些泛型信息要写到class文件中。以上面的map为例,通过javap来看它的元数据可以看到记录了这样的信息:
private java.util.Map map;
  Signature: Ljava/util/Map;
  Signature: length = 0x2
   00 0A

乍一看,private java.util.Map map;不正好显示了它的泛型类型被擦除了么?
但仔细看会发现有两个Signature,下面的一个有两字节的数据,0x0A。到常量池找到0x0A对应的项,是:
const #10 = Asciz       Ljava/util/Map<Ljava/lang/String;TT;>;;

也就是内容为“Ljava/util/Map<Ljava/lang/String;TT;>;”的一个字符串。
根据Java 5开始的新class文件格式规范,方法与域的描述符增添了对泛型信息的记录,用一对尖括号包围泛型参数,其中普通的引用类型用“La/b/c/D;”的格式记录,未绑定值的泛型变量用“Txxx;”的格式记录,其中xxx就是源码中声明的泛型变量名。类型声明的泛型信息也以类似下面的方式记了下来:
public class GenericClass extends java.lang.Object
  Signature: length = 0x2
   00 12
// ...
const #18 = Asciz       <T:Ljava/lang/Object;>Ljava/lang/Object;;

详细信息请参考官方文档:http://java.sun.com/docs/books/jvms/second_edition/ClassFileFormat-Java5.pdf
该文档也将会被整合到JVM规范第三版中。可惜第三版现在只有草案,最终版本什么时候发布还遥遥无期。


相比之下,“使用一侧”的泛型信息则完全没有被保留下来,在Java源码编译到class文件后就确实丢失了。也就是说,在方法体内的泛型局部变量、泛型方法调用之类的泛型信息编译后都消失了。
import java.util.ArrayList;
import java.util.List;

public class TestClass {
    public static void main(String[] args) {
        List<String> list = null;       // 1
        list = new ArrayList<String>(); // 2
        for (int i = 0; i < 10; i++) ;
    }
}

上面代码中,1留下的痕迹是:main()方法的StackMapTable属性里可以看到:
StackMapTable: number_of_entries = 2
 frame_type = 253 /* append */
   offset_delta = 12
   locals = [ class java/util/List, int ]
 frame_type = 250 /* chop */
   offset_delta = 11

但这里是没有留下泛型信息的。这段代码只所以写了个空的for循环就是为了迫使javac生成那个StackMapTable,让1多留个影。当整个方法只有一个基本块的时候javac就不会生成StackMapTable属性,就看不到这可爱的数据结构了。
如果main()里用到了list的方法,那么那些方法调用点上也会留下1的痕迹,例如如果调用list.add("");,则会留下“java/util/List.add:(Ljava/lang/Object;)Z”这种记录。
2留下的是“java/util/ArrayList."<init>":()V”,同样也丢失了泛型信息。

由上述讨论可知,想对带有未绑定的泛型变量的泛型类型获取其实际类型是不现实的,因为class文件里根本没记录实际类型的信息。觉得这句话太拗口的话用例子来理解:要想对java.util.List<E>获取E的实际类型是不现实的,因为List.class文件里只记录了E,却没记录使用List<E>时E的实际类型。
想对局部变量等“使用一侧”的已绑定的泛型类型获取其实际类型也不现实,同样是因为class文件中根本没记录这个信息。例子直接看上面讲“使用一侧”的就可以了。

知道了什么信息有记录,什么信息没有记录之后,也就可以省点力气不去纠结“拿不到T的实际类型”、“建不出T类型的数组”、“不能对T类型做instanceof”之类的问题了orz
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评论
4 楼 0704681032 2010-12-07  
呵呵 学习了啊!楼主大牛啊!!关键是class字节码什么记录下来,什么没记录!
然后根据这些原则
位于声明一侧的,源码里写了什么到运行时就能看到什么;
位于使用一侧的,源码里写什么到运行时都没了。

要好好学习了呀 感觉学习的道路很漫长啊
3 楼 mercyblitz 2010-06-30  
RednaxelaFX 写道
sohuexe 写道
也不是完全没有办法,最典型的就是《java Persistence with hibernate》 的例子可以参照http://community.jboss.org/wiki/GenericDataAccessObjects

那种情况在文章中描述的情况以及包括了,正好说明了class文件记录了什么而又没有记录什么——一个非泛型的派生类继承一个泛型基类时,派生类的class文件对基类的记录就包含了已经确定了值了泛型参数,相对泛型基类来说,这里仍然是“声明”一侧,于是源码中泛型信息在文本怎么写的就在class文件里记录了什么。


是的,没有意思,关键是要运行时,非申明式的定义。


获得参数类型是徒劳的,一般我会HardCode去做。
2 楼 RednaxelaFX 2010-06-23  
sohuexe 写道
也不是完全没有办法,最典型的就是《java Persistence with hibernate》 的例子可以参照http://community.jboss.org/wiki/GenericDataAccessObjects

那种情况在文章中描述的情况以及包括了,正好说明了class文件记录了什么而又没有记录什么——一个非泛型的派生类继承一个泛型基类时,派生类的class文件对基类的记录就包含了已经确定了值了泛型参数,相对泛型基类来说,这里仍然是“声明”一侧,于是源码中泛型信息在文本怎么写的就在class文件里记录了什么。
1 楼 sohuexe 2010-06-23  
也不是完全没有办法,最典型的就是《java Persistence with hibernate》 的例子可以参照http://community.jboss.org/wiki/GenericDataAccessObjects

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