面试官：说说什么是泛型的类型擦除？

在对类型擦除有了一个大致的了解后，我们再看看下面的几个问题。

1. 类型擦除做了什么？

上面我们说了，编译完成后会对泛型进行类型擦除。如果想要眼见为实，实际看一下的话应该怎么办呢？那么就需要对编译后的字节码文件进行反编译了，这里使用一个轻量级的小工具 Jad 来进行反编译。

Jad：https://varaneckas.com/jad/

Jad 的使用也很简单。下载解压后，把需要反编译的字节码文件放在目录下，然后在命令行里执行下面的命令就可以在同目录下生成反编译后的 .java 文件了：

jad -sjava Test.class 

好了。工具准备好了，下面我们就看一下不同情况下的类型擦除。

2. 不同情况下的类型擦除

2.1 无限制类型擦除

当类定义中的类型参数没有任何限制时，在类型擦除后，会被直接替换为 Object。在下面的例子中， 中的类型参数 T 就全被替换为了 Object：

左侧为编译前的代码，右侧为通过字节码文件反编译得到的代码

2.2 有限制类型擦除

当类定义中的类型参数存在限制时，在类型擦除中替换为类型参数的上界或者下界。下面的代码中，经过擦除后 T 被替换成了 Integer：

2.3 擦除方法中的类型参数

比较下面两边的代码可以看到，在擦除方法中的类型参数时，和擦除类定义中的类型参数一致。无限制时直接擦除为 Object，有限制时则会被擦除为上界或下界：

3. 反射能获取泛型的类型吗？

估计对 Java 反射比较熟悉小伙伴要有疑问了，反射中的 getTypeParameters 方法可以获得类、数组、接口等实体的类型参数。如果类型被擦除了，那么能获取到什么呢？我们来尝试一下使用反射来获取类型参数：

System.out.println(Arrays.asList(list1.getClass().getTypeParameters()));

执行结果如下：

[E]

同样，如果打印 Map 对象的参数类型：

Map<String,Integer> map=new HashMap<>();
System.out.println(Arrays.asList(map.getClass().getTypeParameters()));

最终也只能够获取到：

[K, V]

可以看到通过 getTypeParameters 方法只能获取到泛型的参数占位符，而不能获得代码中真正的泛型类型。

4. 能在指定类型的List中放入其他类型的对象吗？

使用泛型的好处之一，就是在编译的时候能够检查类型安全。但是通过上面的例子，我们知道运行时是没有泛型约束的。那么是不是就意味着，在运行时可以把一个类型的对象能放进另一类型的 List 呢？

我们先看看正常情况下，直接调用 add 方法会有什么报错：

当我们尝试将 User 类型的对象放入 String 类型的数组时，泛型的约束会在编译期间就进行报错：提示提供的User类型对象不适用于 String 类型数组。

既然编译时不行，那么我们就在运行时写入。借助真正运行的 class 是没有泛型约束这一特性，使用反射在运行时写入：

public class ReflectTest {
    static List<String> list = new ArrayList<>();

    public static void main(String[] args) {
        list.add("1");
        ReflectTest reflectTest =new ReflectTest();
        try {
            Field field = ReflectTest.class.getDeclaredField("list");
            field.setAccessible(true);
            List list=(List) field.get(reflectTest);
            list.add(new User());
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        }        
    }
}

执行上面的代码，不仅在编译期间可以通过语法检查，并且也可以正常地运行，我们使用 debug 来看一下数组中的内容：

可以看到，虽然数组中声明的泛型类型是 String，但是仍然成功的放入了 User 类型的对象。

那么，如果我们在代码中尝试取出这个 User 对象，程序还能正常执行吗，我们在上面代码的最后再加上一句：

System.out.println(list.get(1));

再次执行代码，程序运行到最后的打印语句时，报错如下：

异常提示：User 类型的对象无法被转换成 String 类型。这是否也就意味着，在取出对象时存在强制类型转换呢？我们来看一下 ArrayList 中 get 方法的源码：

public E get(int index) {
    rangeCheck(index);
    return elementData(index);
}

E elementData(int index) {
    return (E) elementData[index];
}

可以看到，在取出元素时会将这个元素强制类型转换成泛型中的类型。

也就是说在上面的代码中，最后会尝试强制把 User 对象转换成 String 类型，在这一阶段程序会报错。通过这一过程，也再次证明了泛型可以对类型安全进行检测。

5. 类型擦除会引起什么问题？

下面我们看一个稍微有点复杂的例子。

首先声明一个接口，然后创建一个实现该接口的类：

public interface Fruit<T> {
    T get(T param);
}

public class Apple implements Fruit<Integer> {
    @Override
    public Integer get(Integer param) {
        return param;
    }
}

按照之前我们的理解，在进行类型擦除后应该是这样的：

public interface Fruit {
    Object get(Object param);
}

public class Apple implements Fruit {
    @Override
    public Integer get(Integer param) {
        return param;
    }
}

但是，如果真是这样的话那么代码是无法运行的。

虽然 Apple 类中也有一个 get 方法，但是与接口中的方法参数不一致，也就是说没有覆盖接口中的方法。

针对这种情况，编译器会通过添加一个桥接方法来满足语法上的要求，同时保证了基于泛型的多态能够有效。

我们反编译上面代码生成的字节码文件：

可以看到，编译后的代码中生成了两个 get 方法。

参数为 Object 的 get 方法负责实现 Fruit 接口中的同名方法。然后，在实现类中又额外添加了一个参数为 Integer 的 get 方法，这个方法也就是理论上应该生成的带参数类型的方法。

最终，用接口方法调用额外添加的方法。通过这种方式构建了接口和实现类的关系，类似于起到了桥接的作用，因此也被称为桥接方法。通过这种机制保证了泛型情况下的 Java 多态性。

总结

本文由面试中常见的一道面试题入手，介绍了 Java 中泛型的类型擦除相关知识。通过这一过程，也便于大家理解为什么平常总是说 Java 中的泛型是一个伪泛型，同时也有助于大家认识到 Java 中泛型的一些缺陷。了解类型擦除的原因以及原理，相信能够方便大家在日常的工作中更好的使用泛型。