共计 4554 个字符，预计需要花费 12 分钟才能阅读完成。
在 JDK5 引入了泛型特性之后，她迅速地成为 Java 编程中不可或缺的元素。然而，就跟泛型乍一看似乎非常容易一样，许多开发者也非常容易就迷失在这项特性里。多数 Java 开发者都会注意到 Java 编译器的类型擦除实现方式，Type Erasure 会导致关于某个 Class 的所有泛型信息都会在源代码编译时消失掉。在一个 Java 应用中，可以认为所有的泛型实现类，都共享同一个基础类(注意与继承区分开来)。这是为了兼容 JDK5 之前的所有 JDK 版本，就是人们经常说的向后兼容性。
向后兼容性
译者注：原文较为琐碎，大致意思是。在 JVM 整个内存空间中，只会存在一个 ArrayList.class。为了能够区分 ArrayList<String> 和 ArrayList<Integer>，现在假想的实现方式是在 Class 文件信息表 (函数表 + 字段表) 里添加额外的泛型信息。那这个时候 JVM 的内存空间中就会存在(假设)ArrayList&String.class 和(假设)ArrayList&Integer.class 文件。顺着这种情况延续下去的话，就必须要修改 JDK5 之前所有版本的 JVM 对 Class 文件的识别逻辑，因为它破坏了 JVM 内部只有一个 Class 只有唯一一个.class 这条规则。这也是人们常说的: 破坏了向后兼容性。注：参考 Python3 舍弃掉 Python2 的例子，也是放弃了对 2 的兼容，Python3 才能发展并构造更多的新特性。
As a consequence
既然 Java 团队选择了兼容 JDK5 之前的版本，那就不能在 JVM 里做手脚了，但是还可以在 Java 编译器做手脚的嘛。于是，Java 编译器在编译时把泛型信息都擦除之后，以下的比较在 JVM 里运行时会永远为真。
assert new ArrayList<String>().getClass() == new ArrayList<Integer>().getClass();
对 JVM 来说，上述代码等同于
assert new ArrayList.class == ArrayList.class
到目前为止，上述内容这都是大家所熟知的事情。然而，与普遍印象相反的是，某些情况下在运行时获取到泛型类型信息是可行的。举个栗子:
class MyGenericClass<T> {}
class MyStringSubClass extends MyGenericClass<String> {}
MyStringSubClass 相当于对 MyGenericClass<T> 做了类型参数赋值 T = String。于是，Java 编译器可以把这部分泛型信息(父类 MyGenericClass 的泛型参数是 String)，存储在它的子类 MyStringSubClass 的字节码区域中。并且因为这部分泛型信息在被编译后仅仅会存储在被老版 JVM 所忽略的字节码区域中，所以这种方式没有破坏向后兼容性。与此同时，因为 T 已经被赋值为 String，所有的 MyStringSubClass 类的对象实例仍然共享同一个 MyStringSubClass.class。
如何获取这块泛型信息？
但是我们应该如何获取到被存储在 byte code 区域的这块泛型信息呢？
Java API 提供了 Class.getGenericSuperClass()方法，来取出一个 Type 类型的实例。
如果直接父类的实际类型就是泛型类型的话，那取出的 Type 类型实例就可以被显示地转换为 ParameterizeType。
(Type 只是一个标记型接口，它里面仅包含一个方法：getTypeName()。所以取出的实例的实际类型会是 ParameterizedTypeImpl，但不应直接暴露实际类型，应一直暴露 Type 接口)。
感谢 ParameterizedType 接口，现在我们可以直接调用 ParameterizeType.getActualTypeArguments()取出又一个 Type 类型实例数组。
父类所有的泛型类型参数都会被包含在这个数组里，并且以被声明的顺序放在数组对应的下标中。
当数组中的类型参数为非泛型类型时，我们就可以简单地把它显示转换为 Class<?>。
为了保持文章的简洁性，我们跳过了 GenericArrayType 的情况。
现在我们可以使用以上知识编写一个工具类了:
public static Class<?> findSuperClassParameterType(Object instance, Class<?> classOfInterest, int parameterIndex) {
Class<?> subClass = instance.getClass();
while (subClass != subClass.getSuperClass()) {
// instance.getClass()不是 classOfInterest 的子类，
// 或者，instance 就是 classOfInterest 的直接实例
subClass = subClass.getSuperClass();
if (subClass == null) throw new IllegalArgumentException();
}
ParameterizedType pt = (ParameterizedType) subClass.getGenericSuperClass();
return (Class<?>) pt.getActualTypeArguments()[parameterIndex];
}
public static void main(String[] args) {
Class<?> genericType = findSuperClassParameterType(new MyStringSubClass(), MyGenericClass.class, 0);
assert genericType == String.class;
}
然而，请注意到
findSuperClassParamerterType(new MyGenericClass<String>(), MyGenericClass.class, 0)
这个方法的实现会抛出异常。像之前说过的：泛型信息仅有在子类的帮助下才能被取出。然而，MyGenericClass<String> 仅是一个拥有泛型参数的实例，并不是 MyGenericClass.class 的子类。没有显式的子类的话，就没有地方存储 String 类型参数。因此这一次，上述调用不可避免地会被 Java 编译器进行类型擦除。于是乎，如果你预见到你项目中会出现这种情况，为了避免之，一种良好的编程实践是将 MyGenericClass 声明为 abstract。
不过，我们还没有解决问题，毕竟我们目前为止还有许多坑没有填。为了说明，想象下列类继承层次：
class MyGenericClass<T> {}
class MyGenericSubClass<U> extends MyGenericClass<U> {}
class MyStringSubSubClass extends MyGenericSubClass<String> {}
如果现在调用
findSuperClassParameterType(new MyStringSubClass(), MyGenericClass.class, 0);
仍然会抛出异常。这次又是为什么呢？到目前为止，我们的假设都是 MyGenericClass 的类型参数 T 的相关信息会存储在它的直接子类中，结合第一个例子，就是 MyStringSubClass 会将 T 映射成 String。但凡是总有无赖，现在 MyStringSubSubClass 将 U 映射成 String，此时 MyGenerciSubClass 仅仅知道 U = T。U 甚至都不是一个实际类型，仅仅是 Java TypeVariable 类型的类型变量，如果我们想要解析这种继承关系，就必须解析它们之间所有的依赖关系。当然还是能做到的：
public static Class<?> findSubClassParameterType(Object instance, Class<?> classOfInterest, int parameterIndex) {
Map<Type, Type> typeMap = new HashMap<Type, Type>();
Class<?> instanceClass = instance.getClass();
while (classOfInterest != instanceClass.getSuperclass()) {
extractTypeArguments(typeMap, instanceClass);
instanceClass = instanceClass.getSuperclass();
if (instanceClass == null) throw new IllegalArgumentException();
}
ParameterizedType parameterizedType = (ParameterizedType) instanceClass.getGenericSuperclass();
Type actualType = parameterizedType.getActualTypeArguments()[parameterIndex];
if (typeMap.containsKey(actualType)) {
actualType = typeMap.get(actualType);
}
if (actualType instanceof Class) {
return (Class<?>) actualType;
} else {
throw new IllegalArgumentException();
}
private static void extractTypeArguments(Map<Type, Type> typeMap, Class<?> clazz) {
Type genericSuperclass = clazz.getGenericSuperclass();
if (!(genericSuperclass instanceof ParameterizedType)) {
return;
}
ParameterizedType parameterizedType = (ParameterizedType) genericSuperclass;
Type[] typeParameter = ((Class<?>) parameterizedType.getRawType()).getTypeParameters();
Type[] actualTypeArgument = parameterizedType.getActualTypeArguments();
for (int i = 0; i < typeParameter.length; i++) {
if(typeMap.containsKey(actualTypeArgument[i])) {
actualTypeArgument[i] = typeMap.get(actualTypeArgument[i]);
}
typeMap.put(typeParameter[i], actualTypeArgument[i]);
}
}
