Java中的类型擦除与桥方法

类型擦除

Java在语法中虽然存在泛型的概念，但是在虚拟机中却没有泛型的概念，虚拟机中所有的类型都是普通类。无论何时定义一个泛型类型，编译后类型会被都被自动转换成一个相应的原始类型。

比如这个类

public class Parent<T>
{
    public void sayHello(T value)
    {
        System.out.println("This is Parent Class, value is " + value);
    }
}

在编译后就变成了

public class Parent
{
    public void sayHello(Object value)
    {
        System.out.println("This is Parent Class, value is " + value);
    }
}

对类型变量进行替换的规则有两条：

• 若为无限定的类型，如<T>，被替换为Object
• 若为限定类型，如<T extends Comparable & Serializable>，则用第一个限定的类型变量来替换，在这里被替换为Comparable

桥方法

类型擦除后，就产生了一个奇怪的现象。

假设有一个超类：

public class Parent<T>
{
    public void sayHello(T value)
    {
        System.out.println("This is Parent Class, value is " + value);
    }
}

以及一个子类：

public class Child extends Parent<String>
{
    public void sayHello(String value)
    {
        System.out.println("This is Child class, value is " + value);
    }
}

最后有以下测试代码，企图实现多态：

public class MainApp
{
    public static void main(String[] args)
    {
        Child child = new Child();
        Parent<String> parent = child;

        parent.sayHello("This is a string");
    }
}

运行的时候，会对Child类的方法表进行搜索，先分析一下Child类的方法表里有哪些东西：

1. sayHello(Object value) : 从类型被擦除后的超类中继承过来
2. sayHello(String value) : 自己新增的方法，和超类毫无联系
3. 一些从Object类继承来的方法，这里忽略

按理来说，这段测试代码应该不能通过编译，因为要实现多态的话，所调用的方法必须在子类中重写，但是在这里Child类并没有重写Parent类中的sayHello(Object value)方法，只是单纯的继承而已，并且新加了一个参数不同的同名方法。

【自己补充理解】

• sayHello(Object value)和sayHello(String value)是两个完全不同的签名方法，没有任何关系。但是如果没有sayHello(String)则调用sayHello("this is string")时则会调用sayHello(Object)签名的方法。
• 原文中说不能通过编译，实际上应该是可以的，只是不再是多态而已。子类没有重写父类方法，指向子类对象的父类引用依然可以调用父类自己的方法，只是此时不叫多态。

【自己补充理解完毕】

但是结果是可以正常运行。

原因是编译器在Child类中自动生成了一个桥方法：

public void sayHello(Object value)
{
    sayHello((String) value);
}

可以看出，这个桥方法实际上就是对超类中sayHello(Obejct)的重写。这样做的原因是，当程序员在子类中写下以下这段代码的时候，本意是对超类中的同名方法进行重写，但因为超类发生了类型擦除，所以实际上并没有重写成功，因此加入了桥方法的机制来避免类型擦除与多态发生冲突。

public class Child extends Parent<String>
{
    public void sayHello(String value)
    {
        System.out.println("This is Child class, value is " + value);
    }
}

桥方法并不需要自己手动生成，一切都是编译器自动完成的。

桥方法与Geter

同样的，如果超类中有getter的话，在使用多态的时候也可能发生冲突。假设有超类被类型擦除后存在这样一个方法：

Obejct getValue()

然后在子类中，程序员想要重写这个方法，因此新增了一个这样的方法：

String getValue()

但是正如前面所述，重写并没有起作用，甚至还应该报错，因为在子类中，根据 函数签名=方法名+参数 的原则，从超类继承的方法与新增的方法冲突了。

但实际上这样的代码是可以工作的，原因在于，JVM是用返回值+方法名+参数的方式来计算函数签名的，所以编译器就可以借助这一原则来生成一个桥方法。不过这种计算函数签名的方法仅仅存在于虚拟机中。