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資訊專欄INFORMATION COLUMN

JAVA運行時的泛型擦除與反序列化的應(yīng)用

weizx / 823人閱讀

摘要:回到的第二方法的用法,通過上面的分析,我們可以知道,方法其實也是用來獲取泛型的實際類型的,這樣就可以將響應(yīng)反序列化為帶泛型的類型了。在很多反序列化的開源組件中,都用了這個原理例如的方法,所以我們會經(jīng)常見到實例化的時候會多個花括號。

前段日子在使用google-http-client.jar 這個組件做http請求時,發(fā)現(xiàn)一件有趣的事情,具體代碼如下:

       try {
            HttpTransport transport = new NetHttpTransport.Builder().doNotValidateCertificate().build();
            requestFactory = transport.createRequestFactory(new HttpRequestInitializer() {
                @Override
                public void initialize(HttpRequest request) {
                    int timeout = 5 * 1000;
                    request.setReadTimeout(timeout);
                    request.setParser(new JsonObjectParser(new JacksonFactory()));
                    request.setThrowExceptionOnExecuteError(false);
                    logger.debug("set timeout = {} milliseconds", timeout);
                }
            });
        } catch (GeneralSecurityException e) {
            logger.error("init static members failed:", e);
        }
         HttpRequest request = requestFactory.buildPostRequest(new GenericUrl(url), content);
         HttpResponse response  =request.execute();
         Bean ret = (Map)response.parseAs(Bean.class);
         ......

這是一段很簡單的http請求的代碼,引起我注意的是最后一段代碼,并且有個疑問:
為什么HttpResponse.parseAs方法可以通過入?yún)ean.class就能夠?qū)⒔Y(jié)果裝配到Bean類,并返回Bean類型?
事實上,HttpResponse.parseAs有兩個同名的重載方法:

public  T parseAs(Class dataClass) throws IOException {
    if (!hasMessageBody()) {
      return null;
    }
    return request.getParser().parseAndClose(getContent(), getContentCharset(), dataClass);
  }

public Object parseAs(Type dataType) throws IOException {
    if (!hasMessageBody()) {
      return null;
    }
    return request.getParser().parseAndClose(getContent(), getContentCharset(), dataType);
  }

兩個入?yún)⒉煌?,返回的類型也不同,第一個方法可以在編譯期返回確切的類型,第二個只能返回Object類型,需要使用者自行強轉(zhuǎn)。那么這兩個方法到底有什么區(qū)別呢,既然存在肯定是為了解決什么問題吧。我們來看看這兩個方法用在哪兒:

1、Bean ret = response.parseAs(Bean.class);
2、Map ret = (Map)response.parseAs(new TypeToken>() {}.getType());

相信已經(jīng)有的朋友已經(jīng)看出來了, 像Map,List這些帶有泛型的類型是無法直接通過.class的靜態(tài)變量獲取的,就算我們可以通過Map.class獲取到,但得到的卻是Map,和Map還是不一樣的。泛型存在于編譯期,在運行時Map和Map的類實例(Class對象)是同一個,這是為了防止在運行期過多創(chuàng)建類實例,防止類型膨脹,減少運行時開銷,這樣的實現(xiàn)不可避免的就需要在運行時將泛型擦除,所以第二個parseAs方法就是為了動態(tài)的在運行時獲取帶泛型的實際類型,從而反序列化到該類型。泛型在運行時被擦除和在運行時獲取泛型的實際類型看似矛盾的兩個問題,前者表述沒有問題,后者在一定條件下也是對的,為什么這么說,我們來看怎么獲取運行時對象a的泛型指代的實際類型,請看如下代碼:

package org.hxb.spring.generic;

import java.lang.reflect.ParameterizedType;
import java.util.Arrays;
import java.util.Map;

import org.junit.Test;

public class GenericTest {

    @Test
    public void test1() {
        Bean> a = new Bean>();
        System.out.println(a.getClass().getGenericSuperclass().getTypeName());
        ParameterizedType type = (ParameterizedType) a.getClass().getGenericSuperclass();
        if (type.getActualTypeArguments() != null) {
            System.out.println(Arrays.asList(type.getActualTypeArguments()));
        }

    }

    @Test
    public void test2() {
        Bean> a = new Bean>() {
        };
        ParameterizedType type = (ParameterizedType) a.getClass().getGenericSuperclass();
        if (type.getActualTypeArguments() != null) {
            System.out.println(Arrays.asList(type.getActualTypeArguments()));
        }
    }

}

class Father {

}

class Bean extends Father {

}
輸出:
[T]
[java.util.Map]

有人會問我,為什么Bean要繼承一個Father? 因為不這么做會導(dǎo)致(ParameterizedType)a.getClass().getGenericSuperclass()語句報cast exception,getGenericSuperclass方法jdk 1.5 之后加入的,返回直接父類,繼承的父類。(泛型也是同期引入的,同期引入的還有接口java.lang.reflect.Type,以及一些和java.lang.Class 同級別的實現(xiàn)類如ParameterizedType等),那第二Test為什么可以得到運行時真實類型?不知道大家也沒有注意到這個細微的差別:

 Bean> a = new Bean>();
 Bean> a = new Bean>(){};

下面那句話多了一對花括號,相信大家都知道這是什么意思,這樣就創(chuàng)建了一個匿名類,

第一種方法顯示a的類型是Bean

第一種方法顯示a的類型是GenericTest$1

匿名類繼承類型Bean>,而這個匿名類是在運行時定義的,所以保留了泛型的實際類型(實際就是相當(dāng)于Bean extends Father,此時繼承的是確定類型)
所以getGenericSuperclass方法返回一個ParameterizedType的結(jié)果,然后通過ParameterizedType的getActualTypeArguments方法便可以獲取實際的類型,實際上用這種方法的話Bean就無需在編譯器繼承某個父類了,直接在運行時聲明一個匿名類即可:

package org.hxb.spring.generic;

import java.lang.reflect.ParameterizedType;
import java.util.Arrays;
import java.util.Map;

import org.junit.Test;

public class GenericTest {

    @Test
    public void test2() {
        Bean> a = new Bean>() {
        };
        ParameterizedType type = (ParameterizedType) a.getClass().getGenericSuperclass();
        if (type.getActualTypeArguments() != null) {
            System.out.println(Arrays.asList(type.getActualTypeArguments()));
        }
    }

}

class Bean {

}

上述代碼亦可以輸出實際類型。

回到HttpResponse的第二parseAs方法的用法:Map ret = (Map)response.parseAs(new TypeToken>() {}.getType()),通過上面的分析,我們可以知道,TypeToken.getType()方法其實也是用來獲取泛型的實際類型的,這樣就可以將響應(yīng)反序列化為帶泛型的類型了。我們可以做如下實驗:

package org.hxb.spring.generic;

import java.lang.reflect.ParameterizedType;
import java.util.Map;

import org.junit.Test;

import com.google.common.reflect.TypeToken;

public class GenericTest {

    @Test
    public void test2() {
        Bean> a = new Bean>() {
        };
        ParameterizedType type = (ParameterizedType) a.getClass().getGenericSuperclass();
        if (type.getActualTypeArguments() != null) {
            System.out.println(type.getActualTypeArguments()[0]);
        }
    }
    @Test
    public void test3() {
        System.out.println(new TypeToken>() {}.getType());
    }

}

class Bean {

}
實際輸出:

  實驗結(jié)果和我們猜想的那樣,我們再看看TypeToken的無參構(gòu)造方法,


無參構(gòu)造方法的訪問權(quán)限是protected,有人會問了,那我怎么實例化?呵呵,其實作者的意圖就是為了確保你不能直接實例化TypeToken,但是我們可以用匿名實現(xiàn)類直接繼承TypeToken并實例化(就是多了對花括號{})。
無參構(gòu)造方法調(diào)用了父類的capture(捕獲)方法,從截圖中可以看到,該方法調(diào)用了getGenericSuperclass,返回并且判斷父類的類型是不是ParameterizedType,不是的話便拋出異常,是就返回第一個。這也驗證了我們的想法,其實parseAs方法就是用了上面的原理。
在很多反序列化的開源組件中,都用了這個原理例如com.fasterxml.jackson.databind.ObjectMapper.ObjectMapper 的readValue方法,所以我們會經(jīng)常見到實例化的時候會多個花括號。

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