Java泛型
泛型的好处
使用泛型的好处我觉得有两点：1：类型安全 2：减少类型强转
下面通过一个例子说明:
假设有一个Test类，通用的实现是:
class Test {
private Object o;
public Test(Object o) {
this.o = o;
}
public Object getObject() {
return o;
}
public void setObject(Object o) {
this.o = o;
}
}
我们可以这样使用它：
public static void main(String[] args) {
Test test = new Test(new Integer(1));
//编译时不报错
//运行时报 java.lang.ClassCastException: java.lang.Integer cannot be cast to java.lang.String
String o = (String) test.getObject();
}
看一个使用泛型的例子：
class Test<T> {
private T o;
public Test(T o) {
this.o = o;
}
public T getObject() {
return o;
}
public void setObject(T o) {
this.o = o;
}
}
public static void main(String[] args) {
Test1<Integer> test = new Test1<Integer>(new Integer(1));
//编译时报错，无法通过编译
//String o = test.getObject();
//正常运行
Integer o = test.getObject();
}
从上面的对比中能够看出两点：
1.使用泛型之后在编译时报错而非运行时，减少了出错的几率；
2.使用泛型之后编译器不再要求强转
定义泛型
泛型的机制能够在定义类、接口、方法时把类型参数化，也就是类似于方法的形参一样，把类型当做参数使用。
泛型参数部分使用<>包裹起来，比如<T>，T声明了一种类型，习惯上，这个类型参数使用单个大写字母来表示，指示所定义的参数类型。有如下惯例：
E：表示元素
T：表示类型
K：表示键
V：表示值
N：表示数字
定义泛型类
上面的例子就是一个很好的演示
class Test<T> {
private T o;
public Test(T o) {
this.o = o;
}
public T getObject() {
return o;
}
public void setObject(T o) {
this.o = o;
}
}
使用泛型定义类之后，泛型参数 T 可以运用到该类中：可以声明成员变量类型、可以声明成员函数返回值类型、可以声明成员函数参数类型。
要注意：泛型参数T不能用于声明静态变量，同时也不能用于new一个对象比如：T o = new T();
下面的类型擦除会说到原因。
定义泛型接口
interface Test<T> {
public T test(T t);
}
使用泛型定义接口之后，泛型参数 T 可以运用到该接口中：可以声明接口函数返回值类型、可以声明接口函数参数类型。
定义泛型方法
可以单独给方法使用泛型，而不是泛化整个类：
public static <T> T getT(T t){
return t;
}
使用泛型定义方法后，泛型参数 T 可以声明该方法的返回值类型、可以声明该方法的参数类型。
要注意，定义方法所用的泛型参数需要在修饰符之后添加。
定义多个泛型参数
以接口为例：
interface Test<T, S> {
public T testT(T t);
public S testS(S s);
}
public static void main(String[] args) {
//编译时报错
//getT("s");
}
多个泛型参数在尖括号中使用逗号隔开。类的泛化与方法的泛化类似。
泛型参数的界限
定义泛型参数界限有这样两种意义：
1.有时候我们希望限定这个泛型参数的类型为某个类的子类或者超类；
2.上面的例子中可以看到，我们定义了泛型参数，向方法中传入某种类型，这种类型是未知的，因此我们无法使用这种类型定义的变量，不能够调用它的方法。
public static <T extends Number> Integer getT(T t) {
return new Integer(t.intValue());
}
上面例子中，<T extends A>表示T是A或A的子类，他限定了传入泛型方法参数的类型必须为A或A的子类，同时，在方法体中我们也可以使用t这个实参就像使用A的实例一样，调用Number具有的public方法。
除了<T extends A>限定T是A或A的子类外，还可以使用<T super A>这种方式来限定T是A或A的超类。
A可以是某个类或者接口。
除此以外，还可以为泛型参数限定多个限制范围，如<T extends A & B & C>，限定范围中最多只能有一个类(某个类只能有一个父类~~)，并且他必须是限定列表中的第一个。
Class A { // }
interface B { // }
interface C { // }
//正确
class D <T extends A & B & C> { // }
//编译时报错
class D <T extends A & B & C> { // }
泛型的继承
看一下jdk中List的泛型继承例子：
public interface List<E> extends Collection<E>{//...}
List<String> 就是 Collection<String> 的子类。
假如定义自己的接口：
interface MyList<E,P> extends List<E> {
void setPay(E e,P p);
//...
}
MyList<String,String>、MyList<String,Integer>、MyList<String,Exception>都是List<String>的子类。
使用泛型
上面的例子中已经列举了一些使用泛化类或者泛化函数的例子，但是还有一些问题需要指出：
1.泛型参数只接受引用类型，不适用于基本类型
比如：
class Test<T> {}
public static void main(String[] args) {
//无法通过编译，不接受int类型的泛化参数
//Test<int> test = new Test();
}
而我们使用泛化函数时：
public static void main(String[] args) {
getT(1);
}
public static <T> void getT(T t) {
}
是没有问题的，通过查看生成的字节码，发现getT(1)这个方法的字节码中1被自动装箱为Integer类型。
2.通配符的使用
考虑下面的情况：
class Test<T> {}
public static void getT(Test<Number> t) {
}
public static void main(String[] args) {
Test<Double> test = new Test();
//编译时报错
//getT(test);
}
报错的原因很好理解，虽然Double是Number的子类，但Test<Double>并不是Test<Number>的子类，故类型检查无法通过。这一点一定要明白。
那么如果我们确实想要传入一个Test<Double>类型的形参呢？可以使用通配符：
class Test<T> {}
public static void main(String[] args) {
Test<Double> test = new Test();
//正常运行
getT(test);
}
public static void getT(Test<? extends Number> t) {
}
Test<? extends Number>扩展了形参的类型，可以是Test<Double>、Test<Integer>等，尖括号中的类型必须是Number或继承于Number。同样的，通配符也适用于super，如Test<? super A>。
如果类型参数中既没有extends 关键字，也没有super关键字，只有一个?，代表无限定通配符。
Test<?>与Test<Object>并不相同，无论T是什么类型，Test<T> 是 Test<?>的子类，但是，Test<T> 不是 Test<Object> 的子类，想想上面的例子。
通常在两种情况下会使用无限定通配符：
-
如果正在编写一个方法，可以使用Object类中提供的功能来实现
-
代码实现的功能与类型参数无关，比如List.clear()与List.size()方法，还有经常使用的
Class<?>方法，其实现的功能都与类型参数无关。
一般情况下，通配符<? extends Number>只是出现在使用泛型的时候，而不是定义泛型的时候，就像上面的例子那样。而<T extends Number>这种形式出现在定义泛型的时候，而不是使用泛型的时候，不要搞混了。
结合泛型的继承和通配符的使用，理解一下泛型的类型系统，也就是泛型类的继承关系：
以下内容来自：Java深度历险（五）——Java泛型
引入泛型之后的类型系统增加了两个维度：一个是类型参数自身的继承体系结构，另外一个是泛型类或接口自身的继承体系结构。第一个指的是对于 List<String>和List<Object>这样的情况，类型参数String是继承自Object的。而第二种指的是 List接口继承自Collection接口。对于这个类型系统，有如下的一些规则：
相同类型参数的泛型类的关系取决于泛型类自身的继承体系结构。即List<String>是Collection<String> 的子类型，List<String>可以替换Collection<String>。这种情况也适用于带有上下界的类型声明。
当泛型类的类型声明中使用了通配符的时候， 其子类型可以在两个维度上分别展开。如对Collection<? extends Number>来说，其子类型可以在Collection这个维度上展开，即List<? extends Number>和Set<? extends Number>等；也可以在Number这个层次上展开，即Collection<Double>和 Collection<Integer>等。如此循环下去，ArrayList<Long>和 HashSet<Double>等也都算是Collection<? extends Number>的子类型。
如果泛型类中包含多个类型参数，则对于每个类型参数分别应用上面的规则。
关于通配符的理解可以参考Java 泛型 <? super T> 中 super 怎么 理解？与 extends 有何不同？
类型擦除
类型擦除发生在编译阶段，对于运行期的JVM来说，List<int>与List<String>就是同一个类，因为在编译结束之后，生成的字节码文件中，他们都是List类型。
1.java编译器会在编译前进行类型检查
java编译器承担了所有泛型的类型安全检查工作。
2.类型擦除后保留的原始类型
原始类型（raw type）就是擦除去了泛型信息，最后在字节码中的类型变量的真正类型。无论何时定义一个泛型类型，相应的原始类型都会被自动地提供。类型变量被擦除（crased），并使用其限定类型（无限定的变量用Object）替换。
3.自动类型转换
因为类型擦除的问题，所以所有的泛型类型变量最后都会被替换为原始类型。这样就引起了一个问题，既然都被替换为原始类型，那么为什么我们在获取的时候，不需要进行强制类型转换呢？
比如：
public class Test {
public static void main(String[] args) {
ArrayList<Date> list=new ArrayList<Date>();
list.add(new Date());
Date myDate=list.get(0);
}
}
Date myDate=list.get(0);这里我们并没有对其返回值进行强转就可以直接获取Date类型的返回值。原因在于在字节码当中，有checkcast这么一个操作帮助我们进行了强转，这是java自动进行的。
更多的关于类型擦除的知识，参考 java泛型（二）、泛型的内部原理：类型擦除以及类型擦除带来的问题
实践
最近在重构公众号服务器的过程中，用到了泛型编程的知识。
public interface BaseServiceContext<T extends ReqBaseMessage, R> {
public void selectService(T reqMeg);
public R executeRequest();
}
上面是一个选择service的上下文接口，接收到用户请求后通过这个接口选择对应的service并且执行service。这个接口相当于一个工厂和策略模式的结合体。下面是这个接口的一种实现：
//请求为文本类型，返回string类型的处理结果
public class TextServiceContext implements BaseServiceContext<ReqTextMessage,String> {
@Override
public void selectService(ReqTextMessage reqMeg) {
//.....
}
@Override
public String executeRequest() {
//.....
}
}
可以看到，BaseServiceContext<ReqTextMessage,String>限定了selectService方法的参数类型和executeRequest方法的返回值类型，使其能够灵活的支持各种类型的参数和返回值。
看一下在没有学习泛型之前，这个接口是怎么实现的：
public interface BaseServiceContext {
public void selectService(ReqBaseMessage reqMeg);
public Object executeRequest();
}
public class TextServiceContext implements BaseServiceContext {
@Override
public void selectService(ReqBaseMessage reqMeg) {
//根据业务逻辑对reqMeg进行强转，需要程序员自己判断
//很有可能强转失败
}
@Override
public Object executeRequest() {
//返回类型为object，在调用方法的外部强转为需要的类型
//很有可能强转失败
}
}
可以看到没有使用泛型接口的情况下，类型不安全且增大了强转失败的风险。同时也需要程序员根据业务逻辑去判断该强转成什么类型。使用泛型接口之后就没有了这些问题，只需要在使用接口时声明好他的泛型参数就o了。
上面只是我在开发过程中体会到泛型的一个好处，类似的例子还有很多。
