1 JAVA的Type類型體系

先了解下java的Type類型體系(類的類=>類型)，Type是所有類型（原生類型-Class、參數(shù)化類型-Parameterizedtype、數(shù)組類型-GenericArrayType、類型變量-TypeVariable、基本類型-Class）的共同接口;前兩篇反射和注解講到的Class<T>就是Type的一實(shí)現(xiàn)類
Type下面又有四個(gè)子接口類ParameterizedType、TypeVariable、GenericArrayType、WildcardType

List<E>表示泛型，E是TypeVariable類型，List<String>則是ParameterizedType(參數(shù)化類型)，List<String>里的String稱為實(shí)際參數(shù)類型
具體化泛型中的類型時(shí)，可以使用 ? extends 或 ? super來表示繼承關(guān)系；如List<? extends Data>，而里面的 ? 稱為通配符類型WildcardType
GenericArrayType 表示一種元素類型是ParameterizedType（參數(shù)化類型）或者TypeVariable（類型變量）的數(shù)組類型，如T[] 或者 List<E>[]

注解是JDK1.5才出現(xiàn)了的，為了表示被注解的類型的，加入AnnotatedElement類型，字面意思就是被注解的元素。JDK1.8又有了AnnotatedType將Type和被注解元素的概念關(guān)聯(lián)起來。
AnnotatedType也有四個(gè)子接口，和Type的四個(gè)子接口一一對應(yīng)，如：ParameterizedType類型被注解則被編譯器解析成AnnotatedParameterizedType: @AnTest("list")List<String>list

2 泛型的概念

Java 泛型（generics）是JDK1.5中引入的一個(gè)新特性，其本質(zhì)是參數(shù)化類型，解決不確定具體對象類型的問題;其所操作的數(shù)據(jù)類型被指定為一個(gè)參數(shù)（type parameter）這種參數(shù)類型可以用在類、接口和方法的創(chuàng)建中，分別稱為泛型類、泛型接口、泛型方法

泛型: 把類型明確的工作推遲到創(chuàng)建對象或調(diào)用方法的時(shí)候才去明確的特殊的類型

3 泛型類和泛型方法的示例

泛型類的定義

public class MainTest<T> {
    private  T param;
}
public static void main(String[] args){
        MainTest<String> data = new MainTest<String>(){};
        ParameterizedType genType1 = (ParameterizedType)data.getClass().getGenericSuperclass();
  }

泛型方法的定義

public class MainTest{
    public static void main(String[] args){
        printData("siting");
    }
    static  <T> T printData(T t){
        System.out.println(t);
        return t;
    }
}

接口和抽象類都可以使用泛型

4 類型擦除

創(chuàng)建泛型的實(shí)例時(shí)，jvm是會(huì)把具體類型擦除的；編譯生成的字節(jié)碼中不包含泛型中的類型參數(shù)，即ArrayList<String>和ArrayList<Integer>都擦除成了ArrayList，也就是被擦除成"原生類型"，這就是泛型擦除

public class MainTest {
    public static void main(String[] args){
        List<String> strArr  = new ArrayList<>();
        List<Integer> intArr  = new ArrayList<>();
        Type strClazz = strArr.getClass();
        Type intClazz = intArr.getClass();
    }
}

查看編譯后的字節(jié)碼文件是如何表示的: idea菜單 -> view -> show ByteCode

public class MainTest<T> {
    T param;
    public static void main(String[] args){
        MainTest<String> test = new MainTest<>();
        test.setParam("siting");
    }
    public T getParam() {  return param;   }
    public void setParam(T param) {  this.param = param;  }
}

public class com/MainTest {
  ...省略
  public static main([Ljava/lang/String;)V
   L0
    LINENUMBER 7 L0
    NEW com/MainTest
    DUP
    INVOKESPECIAL com/MainTest.<init> ()V
    ASTORE 1
   L1
    LINENUMBER 8 L1
    ALOAD 1
    LDC "siting"     // 調(diào)用類型擦除后的setParam(Object)
    INVOKEVIRTUAL com/MainTest.setParam (Ljava/lang/Object;)V
   L2
   ...省略//getParam 的返回值是Object
  public getParam()Ljava/lang/Object;
   L0
    LINENUMBER 10 L0
    ALOAD 0
    GETFIELD com/MainTest.param : Ljava/lang/Object;
    ARETURN
   ...省略//setParam 的入?yún)⑹荗bject
  public setParam(Ljava/lang/Object;)V
   L0
    LINENUMBER 11 L0
    ALOAD 0
    ALOAD 1
    PUTFIELD com/MainTest.param : Ljava/lang/Object;
    RETURN
   ...
}

可以看出T(String)都被轉(zhuǎn)換為Object類型，最初的初始化的String不見了

5 泛型的繼承

子類可以指定父類的泛型參數(shù)，可以是已知類（Integer、String等），也可以用子類自己的泛型參數(shù)指定
泛型被繼承時(shí)，且指定父類泛型參數(shù)，則額外生成的ParameterizedType類型作為子類的父類；如果沒有指定父類泛型參數(shù)，則直接繼承原生類型

public class MainTest<T> {
    T param;
    static public class SubTest1 extends MainTest<String>{}
    static public class SubTest2<R> extends MainTest<R>{}
    //SubTest3繼承的時(shí)原生類型
    static public class SubTest3 extends MainTest{}
}

6 泛型變量TypeVariable

（先臨時(shí)定義一個(gè)名稱，Test<E>里的E為泛型參數(shù)）；泛型變量TypeVariable：泛型的泛型參數(shù)就是TypeVariable；當(dāng)父類使用子類的泛型參數(shù)指定自身的泛型參數(shù)時(shí)；或者泛型屬性定義在泛型類A<T>中，并使用泛型類A<T>的泛型參數(shù)T時(shí)，其泛型參數(shù)都會(huì)被編譯器定為泛型變量TypeVariable，而不是被擦除

public class MainTest<T> {
    List<T> param;
    public static void main(String[] args) throws Exception{
        Class clazz =  MainTest.class;
        TypeVariable[] typeVariable = clazz.getTypeParameters();
        // 1
        Field field = clazz.getDeclaredField("param");
        ParameterizedType arrayType = (ParameterizedType)field.getGenericType();
        // interface List<E> 的泛型類型E被T,具體化，因此其被識別為 TypeVariable
        TypeVariable variable1 = (TypeVariable)arrayType.getActualTypeArguments()[0];
        // 2
        ParameterizedType type = (ParameterizedType)SubTest.class.getGenericSuperclass();
        TypeVariable variable2 = (TypeVariable)type.getActualTypeArguments()[0];
    }
    static class SubTest<R> extends MainTest<R>{}
}

7 參數(shù)化類型ParameterizedType

public interface ParameterizedType extends Type {
    //獲取實(shí)際參數(shù)，List<String>里的String; 如果是List<T>則是TypeVariable類型
    Type[] getActualTypeArguments(); 
    // 獲取原始類型List<String> -> List<E>
    Type getRawType();  
    Type getOwnerType();
}

需要注意的點(diǎn)，我們不能直接獲取指定具體參數(shù)的泛型的類型，如Class clazz = List<String>.class編譯時(shí)不通過的；還有就是直接通過泛型類new創(chuàng)建的對象，其Class并非ParameterizedType類型，而是泛型本身的class，示例如下

public class MainTest<T> {
    public static void main(String[] args){
        MainTest<String> str = new MainTest<String>();
        Class variable = str.getClass();
        Type genType1 = variable.getGenericSuperclass();
    }
}

被具體參數(shù)化的泛型才能被編譯器識別為ParameterizedType類型，有三種方式獲取ParameterizedType類型

// 1 子類繼承泛型時(shí)，指定具體參數(shù)（可以是String等已知類型,也可以是子類的泛型參數(shù)）
// 2 獲取在類內(nèi)部定義的泛型屬性，需指定具體泛型參數(shù)
// 3 局部代碼，可以通過泛型的匿名內(nèi)部子類(需指定具體泛型參數(shù))獲取ParameterizedType類型
public class MainTest<T> {
    List<T> list;
    public static void main(String[] args) throws NoSuchFieldException {
        SubTest<String> str = new SubTest<>();
        // 方式一
        Class variable = str.getClass();
        // 父類是(521)ParameterizedType類型
        ParameterizedType genType = (ParameterizedType)variable.getGenericSuperclass();
        // (521)ParameterizedType類型的原生類型是（479）class com.MainTest
        Type clazz = genType.getRawType();
        //MainTest.class 的原生類型是 （479）class com.MainTest
        Class rawClazz = MainTest.class;

        //方式二，泛型屬性
        Field field = rawClazz.getDeclaredField("list");
        //屬性list 類型是(546)ParameterizedType類型List<T>
        ParameterizedType fieldType = (ParameterizedType)field.getGenericType();

        // 方式三
        MainTest<String> sub3 = new MainTest<String>(){};
        // clazz3是匿名子類
        Class clazz3 =  sub3.getClass();
        //父類是(555)ParameterizedType類型
        ParameterizedType genType3 = (ParameterizedType) clazz3.getGenericSuperclass();
        // (555)ParameterizedType類型的原生類型是（479）class com.MainTest
        Type type3 = genType3.getRawType();
    }
    public static class SubTest<R> extends MainTest<R>{ }
}

8 通配符(WildcardType)

無邊界通配符：無界通配符 ? 可以適配任何引用類型:

當(dāng)方法參數(shù)需要傳入一個(gè)泛型時(shí)，而且無法確定其類型時(shí)。直接使用無具體泛型變量的泛型，容易造成安全隱患；若在方法代碼里進(jìn)行類型轉(zhuǎn)換，極容易出現(xiàn)ClassCastException錯(cuò)誤
那泛型變量用Object代替不就行了？但是泛型類+具體參數(shù)轉(zhuǎn)變的ParameterizedType(參數(shù)化類型)是不存在繼承關(guān)系；即Object是String的父類，但是List<Object>和List<String>的類型是不同的兩個(gè)ParameterizedType，不存在繼承關(guān)系。于是有了類型通配符？

public static void print(List list){} 
----->>>
public static void print(List<?> list){}

無界通配符可以匹配任意類型；但是在使用？時(shí)，不能給泛型類的變量設(shè)置值，因?yàn)槲覀儾恢谰唧w類型是什么；如果強(qiáng)行設(shè)置新值，后面的讀容易出現(xiàn)ClassCastException錯(cuò)誤。因此編譯器限制了**通配符？**的泛型只能讀不能寫

上界限定通配符 < ? extends E>

想接收一個(gè)List集合，它只能操作數(shù)字類型的元素【Float、Integer、Double、Byte等數(shù)字類型都行】，怎么做？可以使用List<? extends Number的子類>，表明List里的元素都是Number的子類

    public static void print(List<? extends Number> list) {
        Number n = new Double("1.0");
        list.add(n);
        Number tmp = list.get(0);
    }

圖片里可以看出，存在上界通配符，因?yàn)榫唧w類型不確定，也是只能讀不能寫的

下界限定通配符 < ? super E>

class Parent{ }
class Child extends Parent{ }
public class MainTest<T> {
    T param;
    public static void main(String[] args){
        MainTest<? super Child> parent_m = new MainTest<>();
        parent_m.setParam(new Child());
        Object parent = parent_m.getParam();
    }
    public T getParam() {  return param;  }
    public void setParam(T param) {  this.param = param; }
}

如果定義了通配符是誰的父類，則是下界限定通配符；此類通配符可讀可寫，轉(zhuǎn)成任意父類都不會(huì)出現(xiàn)ClassCastException錯(cuò)誤。
個(gè)人猜想：難道是因?yàn)?strong style="color: black;">通配符和上界限定通配符的泛型向下轉(zhuǎn)型容易出現(xiàn)ClassCastException錯(cuò)誤，而下界限定通配符向上轉(zhuǎn)型不會(huì)出現(xiàn)ClassCastException錯(cuò)誤，因此java規(guī)范限制前者編譯出錯(cuò)，而后面編譯通過？

9 泛型數(shù)組(GenericArrayType)

public interface GenericArrayType extends Type {
    //獲得這個(gè)數(shù)組元素類型，即獲得：A<T>（A<T>[]）或  T（T[]）
    Type getGenericComponentType();
}

GenericArrayType，泛型數(shù)組，描述的是ParameterizedType類型以及TypeVariable類型數(shù)組，即形如：Test<T>[][]、T[]等，是GenericArrayType的子接口

public class MainTest<T> {
    T[] param;
    public static void main(String[] args) throws Exception{
        Class clazz =  MainTest.class;
        Field field = clazz.getDeclaredField("param");
        GenericArrayType arrayType = (GenericArrayType)field.getGenericType();
        TypeVariable variable = (TypeVariable) arrayType.getGenericComponentType();
    }
}

深入解析JAVA泛型

1 JAVA的Type類型體系

2 泛型的概念

3 泛型類和泛型方法的示例

4 類型擦除

5 泛型的繼承

6 泛型變量TypeVariable

7 參數(shù)化類型ParameterizedType

8 通配符(WildcardType)

無邊界通配符：無界通配符 ? 可以適配任何引用類型:

上界限定通配符 < ? extends E>

下界限定通配符 < ? super E>

9 泛型數(shù)組(GenericArrayType)