Java泛型类型安全全解析

本篇文章给大家分享《Java泛型与类型安全详解》，覆盖了文章的常见基础知识，其实一个语言的全部知识点一篇文章是不可能说完的，但希望通过这些问题，让读者对自己的掌握程度有一定的认识(B 数)，从而弥补自己的不足，更好的掌握它。

泛型擦除后ArrayList和ArrayList运行时均为ArrayList。Java泛型是编译期特性，字节码无类型参数，JVM无法区分具体类型，故不能用于运行时类型判断或分支逻辑。

泛型擦除后，ArrayList 和 ArrayList 运行时是同一个类

Java 泛型是编译期特性，字节码里没有类型参数。你写 new ArrayList() 或 new ArrayList()，运行时都只是 ArrayList。JVM 不知道你存的是字符串还是整数——所以不能靠泛型做运行时类型判断或分支逻辑。

常见错误现象：
– 试图用 instanceof 检查泛型类型，比如 list instanceof ArrayList，会编译报错；
– 在反射中调用 list.getClass() 得到的永远是 class java.util.ArrayList，不是带泛型的类型。

• 需要获取泛型实际类型时，只能通过 Field、Method 或 ParameterizedType 等反射接口，在声明处（如字段定义）提取，而非实例上
• 若需运行时类型区分，得额外存一个 Class 参数，比如 new TypeWrapper(String.class)
• 泛型擦除也意味着无法直接 new T()，必须用 clazz.getDeclaredConstructor().newInstance()

向原始类型（raw type）集合添加任意对象不会触发编译错误，但破坏类型安全

如果你声明 ArrayList list = new ArrayList();（没写泛型），编译器就放弃所有类型检查。你可以往里加 String、File、Thread，全都不报错。但一旦后续用 (String) list.get(0) 强转，运行时就可能抛 ClassCastException。

这种写法在遗留代码或反射场景中容易出现，尤其当方法签名返回 raw type 时（如某些老版本 API 返回 List 而非 List）。

• 启用 -Xlint:unchecked 编译参数，能让 javac 报出“未经检查的调用”警告
• IDE（如 IntelliJ）默认高亮 raw type 使用，点进去能看到 “Unchecked assignment” 提示
• 不要用 @SuppressWarnings("unchecked") 掩盖问题，除非你明确做了类型校验（比如用 instanceof + 显式强转）

Collection.toArray() 返回 Object[]，强制转型数组会失败

这是泛型与数组协变性冲突的经典坑：toArray() 方法不接受泛型参数，只返回 Object[]。如果你写 String[] arr = list.toArray();，编译直接失败，因为 Object[] 不能赋给 String[]。

正确做法是传入一个带类型的数组作为参数，例如：

String[] arr = list.toArray(new String[0]);

这里传 new String[0] 的作用不是为了容量（内部会重新分配），而是告诉方法“我要 String[]”。如果传 new String[list.size()]，还能避免一次扩容。

• 传 null 会触发 NullPointerException
• 传入过小的数组（如 new String[1]），方法仍返回正确大小的 String[]，但会复用该数组仅当容量足够
• 别用 (String[]) list.toArray() —— 这是运行时异常高发写法，多数情况抛 ClassCastException

泛型通配符 ? extends T 和 ? super T 决定读写边界

当你看到方法参数是 Collection，说明它只读不写：可以调用 get() 得到 Number 或其子类，但不能 add(new Integer(1))，因为编译器不知道具体是 ArrayList 还是 ArrayList。

反过来，Collection 支持写入 Integer 及其子类（如 Long 如果它继承自 Integer？不，它不继承，所以实际能安全写的只有 Integer），但读出来只能当 Object 处理。

• extends 用于“生产者”（Producer）：适合从集合取数据，如 max(Collection)
• super 用于“消费者”（Consumer）：适合往集合放数据，如 Collections.copy(List, List)
• 无界通配符 Collection 只能调用 size()、isEmpty()、clear() 等不依赖元素类型的方法

泛型不是运行时契约，它是编译器帮你盯住类型的一双眼睛。一旦绕过它（raw type、反射、数组转型），就得自己扛住类型崩塌的风险——而这种崩塌往往发生在深夜上线后的第一个用户请求里。

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