java知識總結(jié)之Type

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參考

Type是Java 編程語言中所有類型的公共高級接口(官方解釋),也就是Java中所有類型的“爹”,它并不是我們平常工作中經(jīng)常使用的 int、String、List、Map等數(shù)據(jù)類型,而是從Java語言角度來說,對基本類型、引用類型向上的抽象;

Type體系中類型的包括:

  • 原始類型(Type):不僅僅包含我們平常所指的類,還包括枚舉、數(shù)組、注解等
  • 參數(shù)化類型(ParameterizedType):就是我們平常所用到的泛型List<String>、Map<K,V>,Set<T>,Class<?>
  • 數(shù)組類型(GenericArrayType):并不是我們工作中所使用的數(shù)組String[] 、byte[],而是帶有泛型的數(shù)組,即T[]
  • 類型變量(TypeVariable):比如 T a
  • 基本類型(Class):原始類型,每個類(貌似接口也有)都會有個Class對象

Type及相關(guān)類所在包位置:java.lang.reflect

Type類幾乎在各種框架中都能看到,尤其是涉及代理,反射的業(yè)務(wù)。理解好Type類也會對今后框架封裝,源碼解讀有很大好處。

1 Type與子類,子接口的關(guān)系

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2 Type

public interface Type {
    /**
     * Returns a string describing this type, including information
     * about any type parameters.
     *
     * @implSpec The default implementation calls {@code toString}.
     *
     * @return a string describing this type
     * @since 1.8
     */
    default String getTypeName() {
        return toString();
    }
}

從java1.8開始,type默認有個getTypeName()方法

3 ParameterizedType

public interface ParameterizedType extends Type {
    // 獲取<>中實際的類型參數(shù),以Type數(shù)組形式返回
    Type[] getActualTypeArguments();
    // 獲取<>前面的類型
    Type getRawType();
    // 如果這個類型是某個類型所屬,則獲取這個所有者的類型,否則返回null,比如Map.Entry<Sting,String>,會返回Map
    Type getOwnerType();
}

4 TypeVariable

類型變量,即泛型中的變量;例如:T、K、V等變量,可以表示任何類;在這需要強調(diào)的是,TypeVariable代表著泛型中的變量,而ParameterizedType則代表整個泛型;

public interface TypeVariable<D extends GenericDeclaration> extends Type, AnnotatedElement {
    // 獲取泛型的上限,無顯示定義(extends),默認為Object
    Type[] getBounds();
    // 獲取聲明改類型變量實體(即獲取類,方法或構(gòu)造器名)
    D getGenericDeclaration();
    // 獲取名稱,即K、V、E之類名稱
    String getName();
    // 
     AnnotatedType[] getAnnotatedBounds();
}

5 GenericArrayType

泛型數(shù)組類型,用來描述ParameterizedType、TypeVariable類型的數(shù)組;即List<T>[] 、T[]等

public interface GenericArrayType extends Type {
    // 獲得這個數(shù)組元素類型,比如T[]  則獲得T的type
    Type getGenericComponentType();
}

6 Class

與上三種不同,Class是Type的一個實現(xiàn)類,屬于原始類型,是Java反射的基礎(chǔ),對java類的的抽象。在程序運行期間,每一個類都對應(yīng)一個Class對象,這個對象包含了類的修飾符、方法、屬性、構(gòu)造等信息,所以我們可以對這個Class對象進行相應(yīng)的操作,這就是Java的反射。

7 WildcardType

泛型表達式(或者通配符表達式),即? extends Number這樣的表達式;WildcardType雖然是Type的子接口,但卻不是Java類型中的一種:

public interface WildcardType extends Type {
    // 獲取泛型表達式上界(上限extends)
    Type[] getUpperBounds();
    // 獲取泛型表達式下界(下限super)
    Type[] getLowerBounds();
}

7 各種Type測試

7.1 ParameterizedType

public class Main {

    public static void main(String[] args) throws NoSuchFieldException {
        // 獲取ParameterizedTypeTest類的list屬性
        Field fieldList = ParameterizedTypeTest.class.getDeclaredField("list");
        // 獲取該屬性的泛型類型
        Type typeList = fieldList.getGenericType();
        System.out.println("list域類型名:"+typeList.getTypeName());
        System.out.println("list域?qū)嶋H的Type類型:"+typeList.getClass().getName());

        System.out.println(".........................................................\n");

        // 獲取ParameterizedTypeTest類的list屬性
        Field fieldSet = ParameterizedTypeTest.class.getDeclaredField("set");
        // 獲取該屬性的泛型類型
        Type typeSet = fieldSet.getGenericType();
        System.out.println("set域類型名:"+typeSet.getTypeName());
        System.out.println("set域?qū)嶋H的Type類型:"+typeSet.getClass().getName());

        System.out.println(".........................................................\n");
        // 獲取ParameterizedTypeTest類的list屬性
        Field fieldMap = ParameterizedTypeTest.class.getDeclaredField("map");
        // 獲取該屬性的泛型類型
        Type typeMap = fieldMap.getGenericType();
        System.out.println("map域類型名:"+typeMap.getTypeName());
        System.out.println("map域?qū)嶋H的Type類型:"+typeMap.getClass().getName());
        if (typeMap instanceof ParameterizedType){
            ParameterizedType mapParameterizedType = (ParameterizedType) typeMap;
            // 獲取泛型中的實際參數(shù)
            Type[] types = mapParameterizedType.getActualTypeArguments();
            System.out.println("map域泛型參數(shù)類型[0]:"+types[0]);
            System.out.println("map域泛型參數(shù)類型[1]:"+types[1]);
            System.out.println("map域聲明泛型參數(shù)的類類型:"+mapParameterizedType.getRawType());
            System.out.println("泛型的擁有者類型:"+mapParameterizedType.getOwnerType());
        }


        System.out.println(".........................................................\n");
        // 獲取ParameterizedTypeTest類的list屬性
        Field fieldMap2 = ParameterizedTypeTest.class.getDeclaredField("map2");
        // 獲取該屬性的泛型類型
        Type typeMap2 = fieldMap2.getGenericType();
        System.out.println("map2域類型名:"+typeMap2.getTypeName());
        System.out.println("map2域?qū)嶋H的Type類型:"+typeMap2.getClass().getName());
        if (typeMap2 instanceof ParameterizedType){
            ParameterizedType mapParameterizedType2 = (ParameterizedType) typeMap2;
            // 獲取泛型中的實際參數(shù)
            Type[] types = mapParameterizedType2.getActualTypeArguments();
            System.out.println("map2域泛型參數(shù)類型[0]:"+types[0]);
            System.out.println("map2域泛型參數(shù)類型[1]:"+types[1]);
            System.out.println("map2域聲明泛型參數(shù)的類類型:"+mapParameterizedType2.getRawType());
            System.out.println("泛型的擁有者類型:"+mapParameterizedType2.getOwnerType());
        }
    }



    public static class ParameterizedTypeTest<T>{
        private List<T> list = null;
        private Set<T>  set = null;
        private Map<String ,T> map = null;
        private Map.Entry<String,Integer>  map2;
    }
}

測試結(jié)果:

list域類型名:java.util.List<T>
list域?qū)嶋H的Type類型:sun.reflect.generics.reflectiveObjects.ParameterizedTypeImpl
.........................................................

set域類型名:java.util.Set<T>
set域?qū)嶋H的Type類型:sun.reflect.generics.reflectiveObjects.ParameterizedTypeImpl
.........................................................

map域類型名:java.util.Map<java.lang.String, T>
map域?qū)嶋H的Type類型:sun.reflect.generics.reflectiveObjects.ParameterizedTypeImpl
map域泛型參數(shù)類型[0]:class java.lang.String
map域泛型參數(shù)類型[1]:T
map域聲明泛型參數(shù)的類類型:interface java.util.Map
泛型的擁有者類型:null
.........................................................

map2域類型名:java.util.Map$Entry<java.lang.String, java.lang.Integer>
map2域?qū)嶋H的Type類型:sun.reflect.generics.reflectiveObjects.ParameterizedTypeImpl
map2域泛型參數(shù)類型[0]:class java.lang.String
map2域泛型參數(shù)類型[1]:class java.lang.Integer
map2域聲明泛型參數(shù)的類類型:interface java.util.Map$Entry
泛型的擁有者類型:interface java.util.Map

7.2 GenericArrayType

public class Main {

    public static void main(String[] args) throws NoSuchFieldException {
        Field fieldListArray = GenericArrayTypeTest.class.getDeclaredField("lists");
        Type typeListArray = fieldListArray.getGenericType();
        System.out.println("lists域Type類型:"+typeListArray.getClass().getName());
        GenericArrayType genericArrayType1 = (GenericArrayType) typeListArray;
        System.out.println("lists域元素類型:"+genericArrayType1.getGenericComponentType());
        System.out.println("lists域元素Type類型:"+genericArrayType1.getGenericComponentType().getClass().getName());
        System.out.println("......................................................\n");

        Field fieldT = GenericArrayTypeTest.class.getDeclaredField("t");
        Type typeT = fieldT.getGenericType();
        System.out.println("t域Type類型:"+typeT.getClass().getName());
        GenericArrayType genericArrayType2 = (GenericArrayType) typeT;
        System.out.println("t域元素類型:"+genericArrayType2.getGenericComponentType());
        System.out.println("t域元素Type類型:"+genericArrayType2.getGenericComponentType().getClass().getName());

    }



    public static class GenericArrayTypeTest<T>{
        private T[] t;
        private List<String>[] lists;
    }
}

執(zhí)行結(jié)果:

lists域Type類型:sun.reflect.generics.reflectiveObjects.GenericArrayTypeImpl
lists域元素類型:java.util.List<java.lang.String>
lists域元素Type類型:sun.reflect.generics.reflectiveObjects.ParameterizedTypeImpl
......................................................

t域Type類型:sun.reflect.generics.reflectiveObjects.GenericArrayTypeImpl
t域元素類型:T
t域元素Type類型:sun.reflect.generics.reflectiveObjects.TypeVariableImpl

7.3 TypeVariable

public class Main {

    public static void main(String[] args) throws NoSuchFieldException {
        Field aField = TypeVariableTest.class.getDeclaredField("a");
        Type aFieldType = aField.getGenericType();
        Class aFieldClass = aField.getType();
        System.out.println("TypeVariableTest<T> a 域 type名:"+aFieldType.getTypeName());
        System.out.println("TypeVariableTest<T> a 域 type的class名:"+aFieldType.getClass().getCanonicalName());
        System.out.println("TypeVariableTest<T> a 域 Class名: "+aFieldClass.getCanonicalName());

        if (aFieldType instanceof TypeVariable){
            TypeVariable typeVariable = (TypeVariable) aFieldType;
            String name = typeVariable.getName();
            Type[] bounds = typeVariable.getBounds();
            System.out.println("a 域類型是 TypeVariable類型!");
            System.out.println("a 域 type'name: "+name);
            for (int i=0;i<bounds.length;i++){
                System.out.println("a 域 type'bounds["+i+"] Type'name: "+bounds[i].getTypeName());
            }
            GenericDeclaration genericDeclaration = typeVariable.getGenericDeclaration();
            System.out.println("聲明a 域變量的實體:"+genericDeclaration);
        }

        System.out.println("-----------------------------------------------------------\n");
        Field bField  = TypeVariableTest.class.getDeclaredField("b");
        Type bFieldType = bField.getGenericType();
        Class bFieldClass = bField.getType();
        System.out.println("TypeVariableTest<T> b 域 type名:"+bFieldType.getTypeName());
        System.out.println("TypeVariableTest<T> b 域 type的Class名:"+bFieldType.getClass().getCanonicalName());
        System.out.println("TypeVariableTest<T> b 域 Class名:"+bFieldClass.getCanonicalName());

    }

    public static class TypeVariableTest<T> {
        T a;
        List<String> b;
    }

}

輸出結(jié)果:

TypeVariableTest<T> a 域 type名:T
TypeVariableTest<T> a 域 type的class名:sun.reflect.generics.reflectiveObjects.TypeVariableImpl
TypeVariableTest<T> a 域 Class名: java.lang.Object
a 域類型是 TypeVariable類型!
a 域 type'name: T
a 域 type'bounds[0] Type'name: java.lang.Object
聲明a 域變量的實體:class Main$TypeVariableTest
-----------------------------------------------------------

TypeVariableTest<T> b 域 type名:java.util.List<java.lang.String>
TypeVariableTest<T> b 域 type的Class名:sun.reflect.generics.reflectiveObjects.ParameterizedTypeImpl
TypeVariableTest<T> b 域 Class名:interface java.util.List

7.4 Class

Type接口的實現(xiàn)類,在Java中,每個.class文件在程序運行期間,都對應(yīng)著一個Class對象,這個對象保存著這個類的全部信息。

就算是各種Type也是有它的Class對象。

7.5 WildcardType

通配符類型,例如List<? extends Number>

public class Main {

    public static void main(String[] args) throws NoSuchFieldException {
        Field aField = TypeVariableTest.class.getDeclaredField("a");
        Type aFieldType = aField.getGenericType();
        Class aFieldClass = aField.getType();
        System.out.println("TypeVariableTest a 域 type名:"+aFieldType.getTypeName());
        System.out.println("TypeVariableTest a 域 type的class名:"+aFieldType.getClass().getCanonicalName());
        System.out.println("TypeVariableTest a 域 Class名: "+aFieldClass.getCanonicalName());

        if (aFieldType instanceof ParameterizedType){
            ParameterizedType parameterizedType = (ParameterizedType) aFieldType;
            System.out.println("a 域Type 是 ParameterizedType !");
            Type[] typesString = parameterizedType.getActualTypeArguments();
            System.out.println("a 域泛型參數(shù)[0]的type名:"+typesString[0].getTypeName());
            System.out.println("a 域泛型參數(shù)[0]的type類型名:"+typesString[0].getClass().getCanonicalName());
            
            WildcardType type0 = (WildcardType) typesString[0];
            Type[] type0UpperBounds = type0.getUpperBounds();
            Type[] type0LowerBounds = type0.getLowerBounds();

            System.out.println("泛型參數(shù)[0]的上限type:"+type0UpperBounds[0]);
        }
    }

    public static class TypeVariableTest {
        List<? extends String> a;
    }

}

輸出結(jié)果:

TypeVariableTest a 域 type名:java.util.List<? extends java.lang.String>
TypeVariableTest a 域 type的class名:sun.reflect.generics.reflectiveObjects.ParameterizedTypeImpl
TypeVariableTest a 域 Class名: java.util.List
a 域Type 是 ParameterizedType !
a 域泛型參數(shù)[0]的type名:? extends java.lang.String
a 域泛型參數(shù)[0]的type類型名:sun.reflect.generics.reflectiveObjects.WildcardTypeImpl
泛型參數(shù)[0]的上限type:class java.lang.String

8 應(yīng)用

  • 更快的讀懂一些開源項目源碼:幾乎每個受歡迎的Java開源項目都會使用注解,反射,代理模式,適配器模式,而這些應(yīng)用都需要判斷Type,如果不搞懂幾個Type,很容易一頭霧水。
  • 更好的利用Type和Java特性去設(shè)計代碼
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