Java Generics - 유형 삭제

1. 개요

List.class가 존재하지 않거나 List를 List에 할당할 수 없는 등 Java 제네릭 사용에는 많은 문제가 있습니다. ), 이상한 ClassCastException 등 Java 제네릭을 올바르게 사용하려면 이 노트에 설명된 공분산, 브리징 방법 및 유형 삭제와 같은 일부 Java 개념에 대한 심층적인 이해가 필요합니다. Java 제네릭은 거의 모두 컴파일러에서 처리됩니다. 컴파일러에서 생성된 바이트코드에는 일반 유형 정보가 포함되어 있지 않습니다. 이 프로세스를 유형 삭제라고 합니다.

2. 컴파일러는 제네릭을 어떻게 처리하나요?

일반적으로 컴파일러는 두 가지 방법으로 제네릭을 처리합니다.
1.코드 전문화. 제네릭 클래스나 제네릭 메서드를 인스턴스화할 때 새로운 개체 코드(바이트코드 또는 바이너리 코드)가 생성됩니다. 예를 들어 일반 목록의 경우 문자열, 정수 및 부동 소수점에 대한 세 가지 대상 코드를 생성해야 할 수 있습니다.
2.코드 공유. 각 일반 클래스에 대해 대상 코드의 고유한 복사본만 생성됩니다. 일반 클래스의 모든 인스턴스는 이 대상 코드에 매핑되고 필요한 경우 유형 검사 및 유형 변환이 수행됩니다.
C++의 템플릿은 일반적인 코드 전문화 구현입니다. C++ 컴파일러는 각 일반 클래스 인스턴스에 대한 실행 코드를 생성합니다. 정수 목록과 문자열 목록은 실행 코드에서 서로 다른 두 가지 유형입니다. 이로 인해 코드가 팽창하게 되지만 숙련된 C++ 프로그래머는 능숙하게 코드 팽창을 피할 수 있습니다.
코드 전문화의 또 다른 단점은 참조 유형 컬렉션의 요소가 본질적으로 포인터이기 때문에 참조 유형 시스템의 공간 낭비입니다. 각 유형에 대한 실행 코드를 생성할 필요는 없습니다. 이는 Java 컴파일러가 코드 공유를 사용하여 제네릭을 처리하는 주된 이유이기도 합니다.
Java 컴파일러는 코드 공유를 통해 각 일반 유형에 대한 고유한 바이트코드 표현을 생성하고 일반 유형의 인스턴스를 이 고유한 바이트코드 표현에 매핑합니다. 여러 일반 유형 인스턴스를 고유한 바이트코드 표현으로 매핑하는 것은 유형 삭제를 통해 이루어집니다.

3. 유형 삭제란 무엇인가요?

유형 삭제는 유형 매개변수 병합을 통해 일반 유형 인스턴스를 동일한 바이트코드에 연결하는 것을 의미합니다. 컴파일러는 일반 유형에 대해 하나의 바이트코드만 생성하고 해당 인스턴스를 이 바이트코드와 연결합니다. 유형 삭제의 핵심은 제네릭 유형에서 유형 매개변수에 대한 정보를 지우고 필요한 경우 유형 검사 및 유형 변환 방법을 추가하는 것입니다.
유형 삭제는 단순히 일반 Java 코드를 일반 Java 코드로 변환하는 것으로 이해될 수 있지만, 컴파일러는 일반 Java 코드를 일반 Java 바이트코드로 직접 변환하는 보다 직접적입니다.
유형 삭제의 주요 프로세스는 다음과 같습니다.
1. 모든 일반 매개변수를 가장 왼쪽 경계(최상위 상위 유형) 유형으로 바꿉니다.
2. 모든 유형 매개변수를 제거합니다.
예를 들어, 유형 삭제 후

interface Comparable <A> {   
  public int compareTo( A that);   
}   
final class NumericValue implements Comparable <NumericValue> {   
  priva te byte value;    
  public  NumericValue (byte value) { this.value = value; }    
  public  byte getValue() { return value; }    
  public  int compareTo( NumericValue t hat) { return this.value - that.value; }   
}   
－－－－－－－－－－－－－－－－－  
class Collections {    
  public static <A extends Comparable<A>>A max(Collection <A> xs) {   
    Iterator <A> xi = xs.iterator();   
    A w = xi.next();   
    while (xi.hasNext()) {   
      A x = xi.next();   
      if (w.compareTo(x) < 0) w = x;   
    }   
    return w;   
  }   
}   
final class Test {   
  public static void main (String[ ] args) {   
    LinkedList <NumericValue> numberList = new LinkedList <NumericValue> ();   
    numberList .add(new NumericValue((byte)0));    
    numberList .add(new NumericValue((byte)1));    
    NumericValue y = Collections.max( numberList );    
  }   
}<span style="color: #333333; font-family: Arial; font-size: 14px;">  
</span>

의 유형은
인터페이스 Comparable {

  public int compareTo( Object that);   
}   
final class NumericValue implements Comparable {   
  priva te byte value;    
  public  NumericValue (byte value) { this.value = value; }    
  public  byte getValue() { return value; }    
  public  int compareTo( NumericValue t hat)   { return this.value - that.value; }   
  public  int compareTo(Object that) { return this.compareTo((NumericValue)that);  }   
}   
－－－－－－－－－－－－－  
class Collections {    
  public static Comparable max(Collection xs) {   
    Iterator xi = xs.iterator();   
    Comparable w = (Comparable) xi.next();   
    while (xi.hasNext()) {   
      Comparable x = (Comparable) xi.next();   
      if (w.compareTo(x) < 0) w = x;   
    }   
    return w;   
  }   
}   
final class Test {   
  public static void main (String[ ] args) {   
    LinkedList numberList = new LinkedList();   
    numberList .add(new NumericValue((byte)0));  ，  
    numberList .add(new NumericValue((byte)1));    
    NumericValue y = (NumericValue) Collections.max( numberList );    
  }   
}<span style="color: #333333; font-family: Arial; font-size: 14px;">  
</span>

삭제 A 후 첫 번째 일반 클래스 Comparable 가장 왼쪽 경계 객체로 대체되었습니다. Comparable의 유형 매개변수 NumericValue가 삭제되었지만 이로 인해 NumericValue가 Comparable 인터페이스의 CompareTo(Object that) 메서드를 구현하지 않게 되었기 때문에 컴파일러는 좋은 사람처럼 행동하고 브리지 메서드를 추가했습니다.
두 번째 예는 유형 매개변수 >A를 확장합니다. A는 Comparable의 하위 클래스여야 합니다. 모든 유형 매개변수가 먼저 논의됩니다. ti를 가장 왼쪽 경계인 Comparable로 대체한 다음 매개변수 유형 A를 제거하여 최종 삭제된 결과를 얻습니다.

4. 유형 삭제로 인한 문제

유형 삭제가 많은 일반적인 초자연적 문제로 직접적으로 이어지는 것은 바로 유형 삭제의 존재 때문입니다.
Q1. 동일한 일반 클래스의 인스턴스를 사용하여 메서드 시그니처를 구별하나요? --아니요!
import java.util.*;

    public class Erasure{  
  
            public void test(List<String> ls){  
                System.out.println("Sting");  
            }  
            public void test(List<Integer> li){  
                System.out.println("Integer");  
            }  
    }<span style="color: #333333; font-family: Arial; font-size: 14px;">  
</span>

이 클래스를 컴파일하세요.

参数类型明明不一样啊，一个List，一个是List，但是，偷偷的说，type erasure之后，它就都是List了⋯⋯
Q2. 同时catch同一个泛型异常类的多个实例？——NO！
同理，如果定义了一个泛型一场类GenericException，千万别同时catch GenericException和GenericException，因为他们是一样一样滴⋯⋯
Q3.泛型类的静态变量是共享的？——Yes！
猜猜这段代码的输出是什么？

import java.util.*;  
  
public class StaticTest{  
    public static void main(String[] args){  
        GT<Integer> gti = new GT<Integer>();  
        gti.var=1;  
        GT<String> gts = new GT<String>();  
        gts.var=2;  
        System.out.println(gti.var);  
    }  
}  
class GT<T>{  
    public static int var=0;  
    public void nothing(T x){}  
}<span style="color: #333333; font-family: Arial; font-size: 14px;">  
</span>

答案是——2！由于经过类型擦除，所有的泛型类实例都关联到同一份字节码上，泛型类的所有静态变量是共享的。

五、Just remember

1.虚拟机中没有泛型，只有普通类和普通方法
2.所有泛型类的类型参数在编译时都会被擦除
3.创建泛型对象时请指明类型，让编译器尽早的做参数检查（Effective Java，第23条：请不要在新代码中使用原生态类型）
4.不要忽略编译器的警告信息，那意味着潜在的ClassCastException等着你。

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