详解Java泛型中类型擦除问题的解决方法

时间：2022-11-18

以前就了解过Java泛型的实现是不完整的，最近在做一些代码重构的时候遇到一些Java泛型类型擦除的问题，简单的来说，Java泛型中所指定的类型在编译时会将其去除，因此List 和 List 在编译成字节码的时候实际上是一样的。因此java泛型只能做到编译期检查的功能，运行期间就不能保证类型安全。我最近遇到的一个问题如下:

假设有两个bean类

/** Test. */
@Data
@NoArgsConstructor
@AllArgsConstructor
public static class Foo {
    public String name;
}
 
/** Test. */
@Data
@NoArgsConstructor
@AllArgsConstructor
public static class Dummy {
    public String name;
}

以及另一个对象

@NoArgsConstructor
@AllArgsConstructor
@Data
public static class Spec<T> {
 
    public String spec;
 
    public T deserializeTo() throws JsonProcessingException {
        var mapper = new ObjectMapper();
        return (T) mapper.readValue(spec, Foo.class);
    }
}

可以看到Spec对象中保存了以上两种类型json序列化后的字符串，并提供了方法将string spec 反序列化成相应的类型，比较理想的方式是在反序列化的方法中能够获取到参数类型 T 的实际类型，理论上运行时Spec类型是确定了，因此T也应该是确定的，但是因为类型擦除，所以实际上获取不到他的类型。

按照以下尝试通过((ParameterizedType) getClass().getGenericSuperclass()).getActualTypeArguments()获取泛型类型，经过测试是获取不到的

 @Test
    public void test() throws JsonProcessingException {
        var foo = new Foo("foo");
        var spec = new Spec<Foo>(mapper.writeValueAsString(foo));
        var deserialized = spec.deserializeTo();
        Assertions.assertTrue(deserialized instanceof Foo);
    }
 
    @NoArgsConstructor
    @AllArgsConstructor
    @Data
    public static class Spec<T> {
 
        public String spec;
 
        private Class<T> getSpecClass() {
            return (Class<T>)
                    ((ParameterizedType) getClass().getGenericSuperclass())
                            .getActualTypeArguments()[0];
        }
 
        public T deserializeTo() throws JsonProcessingException {
            var mapper = new ObjectMapper();
            System.out.println(spec);
            return (T) mapper.readValue(spec, getSpecClass());
        }
    }

会有以下的错误

java.lang.ClassCastException: class java.lang.Class cannot be cast to class java.lang.reflect.ParameterizedType (java.lang.Class and java.lang.reflect.ParameterizedType are in module java.base of loader 'bootstrap')

有两种办法来绕过这个问题

第一种比较简单，就是在创建spec对象时，直接把类型的class传进来，这样就可以直接使用。

第二种是创建spec的子类中使用这个方法就可以获取泛型的类型

@Data
public abstract static class AbstractSpec<T> {
 
    public String spec;
 
    public AbstractSpec(String spec) {
        this.spec = spec;
    }
 
    private Class<T> getSpecClass() {
        return (Class<T>)
                ((ParameterizedType) getClass().getGenericSuperclass())
                        .getActualTypeArguments()[0];
    }
 
    public T deserializeTo() throws JsonProcessingException {
        var mapper = new ObjectMapper();
        System.out.println(spec);
        return (T) mapper.readValue(spec, getSpecClass());
    }
}
 
public static class Spec extends AbstractSpec<Foo> {
    public Spec(String spec) {
        super(spec);
    }
}
 
@Test
public void test() throws JsonProcessingException {
    var foo = new Foo("foo");
    var spec = new Spec(mapper.writeValueAsString(foo));
    var deserialized = spec.deserializeTo();
    Assertions.assertTrue(deserialized instanceof Foo);
}

这里spec类就可以顺利的被反序列化。

这个和最开始失败的case的差别就是新增了一个子类，主要的差别是getGenericSuperclass的返回值有差异，非子类的情况下，获取到的是Object。

因此理论上子类Spec的类型信息中，实际上是保存了父类中的类型参数信息的，也就是例子中的Foo. 按照 https://stackoverflow.com/questions/42874197/getgenericsuperclass-in-java-how-does-it-work 的方式，可以查看到Spec类的字节码中有相应的类型信息。

$ javap -verbose ./org/apache/flink/kubernetes/operator/controller/GenericTest\$Spec.class | grep Signature
  #15 = Utf8               Signature
        Start  Length  Slot  Name   Signature
Signature: #19                          // Lorg/apache/flink/kubernetes/operator/controller/GenericTest$AbstractSpec<Lorg/apache/flink/kubernetes/operator/controller/GenericTest$Foo;>;

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