泛型擦除和堆污染

系统管理员 2020-11-29 04:19 666阅读 0赞

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*  1、从示例引入
 *  2、泛型擦除
 *  3、堆污染

# 1、从示例引入 #

`ArrayList<String>()` 和 `ArrayList<Integer>()` 很容易被认为是不同的类型，但是下面的打印结果却是 *true*：

public class ErasedType { 
    
        public static void main(String[] args) { 
    
            Class c1 = new ArrayList<String>().getClass();
            Class c2 = new ArrayList<Integer>().getClass();
    
            // output：true
            System.out.println(c1 == c2);
        }
    }

分别打印它们的参数类型，可以发现，无论指定的是 Integer 类型还是 String 类型，最后输出结果都仅是一个 用作参数占位符的标识符 \[E\] 而已：

// output：[E]
    System.out.println(Arrays.toString(c1.getTypeParameters()));
    // output：[E]
    System.out.println(Arrays.toString(c2.getTypeParameters()));

这意味着，在使用泛型时，任何具体的类型信息，比如上例中的 Integer 或 String，在泛型内部都是无法获得的，也就是，**被擦除**了。唯一知道的，就只是正在使用着的对象。由于 `ArrayList<String>()` 和 `ArrayList<Integer>()` 都会被擦除成“原生态”（也即 List），因此，在运行时都算作是相同的类型。

# 2、泛型擦除 #

由于，

> 在泛型代码内部，无法获得任何有关泛型参数类型的信息 ——《Java 编程思想》

程序中运行的所有泛型类型都将被擦除，替换为它们的非泛型上界，例如，`List<T>` 会被擦除为 List。对于普通的类型参数，如果指定了边界，例如`<T extends Integer>`，类型参数会被擦除为边界（Integer），如果未指定边界，例如 `<T>` ，类型参数会被擦除为 Object 。

由于泛型擦除，泛型不能用于显示地引用运行时类型的操作之中，例如转型、instanceof 和 new 表达式，因为所需要在运行时需要知道的关于参数的类型信息（也就是 `<T>`中的 T）都会丢失。

# 3、堆污染 #

什么时候会发生堆污染呢？

当参数化类型的变量指向一个非参数化类型的对象时，会发生堆污染。如果程序在执行某些操作，在编译时产生 unchecked warning （未经检查的警告），就会出现这种情况。无论是 编译时 还是 运行时 ，如果无法验证一个涉及参数化的类型的操作(例如：类型强转、方法调用)是否正确，就会产生一个 unchecked warning 。

也就是说，当一个参数化的类型无法再编译或运行时被确定，会产生一个 unchecked warning ，这时，就发生了堆污染。

前面有提到，由于泛型擦除，泛型是不能显示的完成转型、instanceof 和 new 表达式 的操作的。比如下面的例子：

// 语句 1
    List list = new ArrayList<Integer>();
    // 语句 2 -- unchecked warning 
    List<String> strList = list;

由于语句 1 声明了一个无泛型的对象 list（实际存储的是Integer类型的参数），语句 2 将无泛型的 list 对象，赋给了 String 类型 的泛型变量 strList，此处会发生堆污染。为什么呢？

由于泛型擦除，`new ArrayList<Integer>()` 和 `List<String> strList` 会被擦除为 ArrayList 和 List，当 list 指向 strList 时，编译器是无法确定 list 和 strList 的参数类型的，因为在运行时 list 的类型信息 “Integer” 和 strList 的类型信息 “String” 都已经被擦除了，这时就会产生 unchecked warning ，自然就会发生 堆污染了。

在正常情况下，当所有代码同时编译时，编译器会发出未经检查的警告，以引起对潜在堆污染的注意。如果单独编译代码的各个部分，则很难检测到堆污染的潜在风险。如果确保代码在没有警告的情况下编译，则不会发生堆污染。