Java 泛型: 在运行时访问泛型类型

Question

我希望您能在运行时访问已声明字段的通用类型。之前我认为由于Java类型擦除而不可能实现，但是某些知名框架通过反射在运行时利用了泛型类型，因此这一点并非不可能实现。

例如，Guice将基于您提供的泛型类型实现一个提供程序：

public class Injectable{

    @Inject
    private Provider<SomeType> someTypeProvider;

}

如何通过反射API访问字段或任何类型/方法等的“SomeType”泛型属性？

此外，还需了解如何通过Java 6注释处理器API访问这些通用类型属性。

谢谢。

编辑：

感谢大家提供的指引。我通过haylem的链接找到了一种方法，特别是Prenkov的文章Java Reflection: Generics。

以下是我正在寻找的答案：

/**
 * @author John Ericksen
 */
public class TypeReflectionExample {

    public class SomeType{}

    public class Injectable{
        @Inject  private Provider<SomeType> someTypeProvider;
    }

    public static void main(String[] args){

        try {
            Field providerField = Injectable.class.getDeclaredField("someTypeProvider");

            Type genericFieldType = providerField.getGenericType();

            if(genericFieldType instanceof ParameterizedType){
                ParameterizedType aType = (ParameterizedType) genericFieldType;
                Type[] fieldArgTypes = aType.getActualTypeArguments();
                for(Type fieldArgType : fieldArgTypes){
                    Class fieldArgClass = (Class) fieldArgType;
                    System.out.println("fieldArgClass = " + fieldArgClass);
                }
            }
        } catch (NoSuchFieldException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }   
}

结果如下：

fieldArgClass = 类 test.TypeReflectionExample$SomeType

同样的方法也可以用于方法、构造函数、超类扩展/实现等。

我授予haylem奖励，因为他的帖子引导我找到了这个解决方案，即使它并没有直接回答我的问题。

- John Ericksen

---

我应该将这个编辑移动到我的问题的答案中吗？正在尝试弄清楚应该授予答案给谁。 - John Ericksen

Answer 1

在Java中，泛型由于采用了类型擦除的实现方式，通常在运行时无法得知具体类型。

反射泛型？

然而，根据Ian Roberston的文章Reflecting Generics和Prenkov的文章Java Reflection: Generics，您仍然可以提取有关声明类型（而不是运行时对象类型）的一些有价值的信息。

泛型和类型擦除的背景

泛型是在保持源代码和二进制兼容性的情况下引入的，因此它们存在一些限制，例如：

• 没有至少一些指示泛型支持的简写形式是不可能的（这里，所谓的钻石操作符<>），
• 无法在运行时检查泛型类型，因为它们必须使用类型擦除实现。

进一步阅读

• 来自Java教程：
  • 泛型类型部分
  • 类型推断和泛型类的实例化部分
• 来自Java 语言规范 (JLS)：
  • Java SE 5的JLS 类型、值和变量部分
  • Java SE 7的JLS 类型、值和变量部分
• 来自StackOverflow的好问题：
  • Java原始类型和泛型交互
• 其他：
  • IBM开发者系列：Java理论与实践：泛型陷阱（特别是未选择的道路、泛型现有类和擦除的影响部分）。

- haylem

---

好的，那么Guice是如何确定哪个Provider是适当的呢，就像我给出的例子一样？ - John Ericksen

这个答案与问题有何关联？楼主并没有要求提供Java教程的链接。 - Varun Achar

@VarunAchar：我链接的所有页面都提供了有关泛型的背景，设计和实现以及不允许访问运行时对象类型的原因的说明。与其他不需要维护兼容性并且能够“正确”执行此操作的语言相反。 - haylem

我同意@VarunAchar的观点。对于这个问题，一个好的回答应该至少包含一些示例代码来执行（类似于）Guice所做的操作。（话虽如此，对我来说这并不值得被踩。） - millimoose

不，对我来说这是值得点赞的，因为它包含了很多有用的信息。 - Hovercraft Full Of Eels

Answer 2

好的，你为什么不看一下guice的做法？源代码是公开的。

Guice在多个级别上执行这些操作。其中一个特别突出的是type literals。

关键点在于，虽然类型使用类型擦除进行编译（因此每种类型只有一个类），但仍存在多个Type对象，它们知道使用的泛型。但是，该代码独立于此进行了优化（因为它是按类而不是按类型编译的）。

请查看ParameterizedType的Java API。

因此，尽管在类级别上Java泛型是通过“类型擦除”实现的，但在类型级别上并非完全如此。不幸的是，处理类型比处理类要棘手得多。此外，这也意味着Java无法像C++那样优化泛型，特别是对于基本类型。设计上，ArrayList<Integer>将成为包含对象的ArrayList<?>，而不是在可能的情况下支持原生int[]数组。

请注意，这与自己跟踪这些内容非常接近。比如，非常天真地（它不能处理嵌套泛型），您可以使用一个带有字段Class<T> contentClass的类扩展ArrayList<T>，然后您将能够在运行时找到这些信息。（TypeLiteral可能比Class更好的选择！）此外，JRE实际上不会确保列表保持一致性。就像您可以将ArrayList<Integer>强制转换为未类型化的ArrayList并添加一个String对象一样。

- Has QUIT--Anony-Mousse

---

我接下来打算查看Guice源代码，只是想先在这里问问有经验的人。谢谢你们的指引。 - John Ericksen

不要将泛型和模板进行比较，这会让人误以为这两种语言特性有显著的共同之处。（就理解它们所需的心智模型而言，它们绝对没有任何共同点。） - millimoose

它们可能完全不同（而模板可以用于各种其他目的）。但是它们通常满足非常相似的需求，特别是对于类型专业化。感谢提醒。 - Has QUIT--Anony-Mousse

Answer 3

我大约一年前使用过这个。它可能会帮助到你。

Type typeOfSrc = type(YourClass.class, clazz);

// type(C, A1,...,An) => C<A1,...,An>
static ParameterizedType type(final Class raw, final Type... args)
{
    return new ParameterizedType()
    {
        public Type getRawType(){ return raw; }

        public Type[] getActualTypeArguments(){ return args; }

        public Type getOwnerType(){ return null; }
    };
}

这使您能够在运行时访问通用类型。基本上，您在这里做的是将通用信息存储在另一个类中，并在运行时使用该类来检索该信息。

- Varun Achar

Answer 4

我相信guice使用TypeLiteral来封装泛型信息在一个单独的对象中。

- vladimir e.