一 什么是泛型
java 泛型（ Generic s）是 JDK 5 中引入的一个新特性, 泛型提供了编译时类型安全检测机制，该机制允许程序员在编译时检测到非法的类型。
简单理解就是：泛型指定编译时的类型，减少运行时由于对象类型不匹配引发的异常。其主要用途是提高我们的代码的复用率。
我们Java标准库中的 ArrayList 就是泛型使用的典型应用：
public class ArrayList<E> extends AbstractList<E> implements List<E>, RandomAccess, Cloneable, java.io.Serializable {
......
public ArrayList(Collection<? extends E> c) {
elementData = c.toArray();
if ((size = elementData.length) != 0) {
// c.toArray might (incorrectly) not return Object [] (see 6260652)
if (elementData.getClass() != Object[].class)
elementData = Arrays.copyOf(elementData, size, Object[].class);
} else {
// replace with empty array.
this.elementData = EMPTY_ELEMENTDATA;
}
}
public void sort(Comparator<? super E> c) {
final int expectedModCount = modCount;
Arrays.sort((E[]) elementData, 0, size, c);
if (modCount != expectedModCount) {
throw new ConcurrentModificationException();
}
modCount++;
}
.....
public E get(int index) {
rangeCheck(index);
return elementData(index);
}
public boolean add(E e) {
ensureCapacityInternal(size + 1); // Increments modCount!!
elementData[size++] = e;
return true;
}
} - 源码中， ArrayList<E> 中的 E 称为类型参数变量，而整个 ArrayList<E> 我们称为泛型类型。 我们可以指定除基本类型之外的任何类型，如： ArrayList<String> 。
- 源码中 Collection<? extends E> 中 ? 通配符类型 <? extends T> 表示类型的上界 ，表示参数化类型的可能是 T 或是 T 的子类。
- 源码中 Comparator<? super E> 表示类型下界 （Java Core中叫超类型限定），表示参数化类型是此类型的超类型（父类型），直至 Object 。
二 extends和super通配符
在定义泛型类型 Generic<T> 的时候，也可以使用 extends 通配符来限定 T 的类型：
public class Generic<T extends Number > { ... } 现在，我们只能定义：
Generic<Number> p1 = null;
Generic< Integer > p2 = new Generic<>(1, 2);
Generic< Double > p3 = null; 因为 Number 、 Integer 和 Double 都符合 <T extends Number> 。
非 Number 类型将无法通过编译：
Generic<String> p1 = null; // compile error!
Generic<Object> p2 = null; // compile error! 因为 String 、 Object 都不符合 <T extends Number> ，因为它们不是 Number 类型或 Number 的子类。
我们看一个例子：
public class Test {
static class Food {
}
static class Fruit extends Food {
}
static class Apple extends Fruit {
}
static class Orange extends Fruit {
}
public void testExtend() {
List<? extends Fruit> list = new ArrayList<Apple>();
//无法安全添加任何具有实际意义的元素,报错,extends为上界通配符,只能取值,不能放.
//因为Fruit的子类不只有Apple还有Orange,这里不能确定具体的泛型到底是Apple还是Orange，所以放入任何一种类型都会报错
//list.add(new Apple());
//list.add(new Orange());
//可以添加null，因为null可以表示任何类型
list.add(null);
//可以正常获取，用java多态
Food foot = list.get(0);
Apple apple = (Apple) list.get(0);
}
public void testSuper() {
List<? super Fruit> list = new ArrayList<Fruit>();
//super为下界通配符，可以存放元素，但是也只能存放当前类或者子类的实例，以当前的例子来讲，
list.add(new Fruit());
list.add(new Apple());
//无法确定Fruit的父类是否只有Food一个(Object是超级父类)
//因此放入Food的实例编译不通过，只能放自己的实例 或者根据java多态的特性放子类实例
//list.add(new Food());
//List<? super Fruit> list2 = new ArrayList<Apple>();
//Fruit fruit = list.get(0); //不能确定返回类型
}
} 在 testExtend 方法中，因为泛型中用的是 extends ，在向list中存放元素的时候，我们并不能确定List中的元素的具体类型，即可能是 Apple 也可能是 Orange 。因此调用 add 方法时，不论传入 new Apple() 还是 new Orange() ，都会出现编译错误。
理解了extends之后，再看super就很容易理解了，即我们不能确定 testSuper 方法的参数中的泛型是Fruit的哪个父类，因此在调用get方法时只能返回Object类型。结合extends可见，在获取泛型元素时，使用extends获取到的是泛型中的上边界的类型(本例子中为Fruit),范围更小。
总结：
- 在使用泛型时，存取元素时用super。
- 获取元素时，用extends。
有了上面的结论我们看下Java标准库的 Collections 类定义的 copy() 方法，这个 copy() 方法的定义就完美地展示了 extends 和 super 的意图：
- copy() 方法内部不会读取 dest ，因为不能调用 dest.get() 来获取 T 的引用；
- copy() 方法内部也不会修改 src ，因为不能调用 src.add(T) 。
public class Collections {
// 把src的每个元素复制到dest中:
public static <T> void copy(List<? super T> dest, List<? extends T> src) {
for (int i=0; i<src.size(); i++) {
T t = src.get(i);
dest.add(t);
}
}
} 三 泛型擦除
Java的泛型是伪泛型，这是因为Java在编译期间，所有的泛型信息都会被擦掉，正确理解泛型概念的首要前提是理解类型擦除。Java的泛型基本上都是在编译器这个层次上实现的，在生成的字节码中是不包含泛型中的类型信息的，使用泛型的时候加上类型参数，在编译器编译的时候会去掉，这个过程成为类型擦除
我们看一个示例：
public class Test2 {
public static void main(String[] args) {
Map<String, Animal> map = new HashMap<>();
Animal animal = new Animal();
animal.setVegetarian(true);
animal.setEats(" fish ");
map.put("cat", animal);
String json = new Gson().toJson(map);
System.out.println(json);
Map<String, Animal> jsonToMap = fromJson(json);
System.out.println(jsonToMap);
Animal animal1 = jsonToMap.get("cat");
System.out.println(animal1.getEats());
}
public static <T> T fromJson(String str) {
return new Gson().fromJson(str, new TypeToken<T>() {
}.getType());
}
} 上的代码运行会提示如下异常：
Exception in thread "main" java.lang.ClassCastException: com.google.gson.internal.LinkedTreeMap cannot be cast to com.uaf.rabbitmq.producer.Animal
at com.uaf.rabbitmq.producer.Test2.main(Test2.java:30) 异常原因主要是这句： new Gson().fromJson(str, new TypeToken<T>() {}.getType());
这句在实际执行的时候， List<T> 中的T并未传入实际的泛型参数，导致 Gson 按照 LinkedTreeMap 来解析 JSON ，以致发生了错误；这就是一个在编译期泛型类型擦除所导致的问题；
解决这个问题我们需要修改 fromJson 方法
public class Test2 {
public static void main(String[] args) {
Map<String, Animal> map = new HashMap<>();
Animal animal = new Animal();
animal.setVegetarian(true);
animal.setEats("fish");
map.put("cat", animal);
String json = new Gson().toJson(map);
System.out.println(json);
Map<String, Animal> jsonToMap = fromJson(json,
new TypeToken<Map<String, Animal>>() {}.getType());
System.out.println(jsonToMap);
Animal animal1 = jsonToMap.get("cat");
System.out.println(animal1.getEats());
}
public static <T> T fromJson(String str, Type type) {
return new Gson().fromJson(str, type);
}
} 在 Gson 中提供了 TypeToken 解决泛型运行时类型擦除问题， TypeToken 这个类来帮助我们捕获像 Map 这样的泛型信息。上文创建了一个匿名内部类，这样Java编译器就会把泛型信息编译到这个匿名内部类里，然后在运行时就可以被 getType() 方法用反射API提取到。
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