java泛型如何工作

Java 泛型（Generics）是在 JDK 5 引入的，用来在编译期提供类型安全和代码复用。下面从「是什么、怎么用、底层原理、常见陷阱」几个角度说明。

一、泛型是什么

泛型允许你在定义类、接口、方法时使用类型参数，在使用时再指定具体类型。

List<String> list = new ArrayList<>();
list.add("hello");
// list.add(123); // 编译错误

好处：

• 编译期类型检查
• 避免强制类型转换
• 代码更通用、可读性更好

二、常见使用方式

1. 泛型类

class Box<T> {
    private T value;
    public void set(T value) { this.value = value; }
    public T get() { return value; }
}

使用：

Box<String> box = new Box<>();
box.set("abc");

2. 泛型接口

interface Repository<T> {
    void save(T t);
}

3. 泛型方法

public <T> T getFirst(List<T> list) {
    return list.get(0);
}

4. 通配符（Wildcard）

上界通配符

List<? extends Number> list;

✅ 可读 Number
❌ 不能写（除 null）

下界通配符

List<? super Integer> list;

✅ 可写 Integer
❌ 读出来是 Object

无界通配符

List<?> list;

三、泛型底层原理（重点）

✅ 类型擦除（Type Erasure）

Java 泛型是编译期特性，运行时不存在泛型信息。

List<String> 和 List<Integer>

在 JVM 中都是：

List

编译器做了什么？

1. 替换泛型为边界类型（默认 Object）
2. 自动插入类型转换
3. 生成桥接方法（bridge method）

示例：

class Box<T> {
    T value;
}

编译后等价于：

class Box {
    Object value;
}

桥接方法（Bridge Method）

class A implements Comparable<String> {
    public int compareTo(String s) { ... }
}

编译器生成：

public int compareTo(Object o) {
    return compareTo((String) o);
}

四、泛型限制（很重要）

❌ 不能 new T()

T obj = new T(); // 编译错误

❌ 不能用基本类型

List<int> // ❌
List<Integer> // ✅

❌ 不能创建泛型数组

T[] arr = new T[10]; // ❌

❌ 运行时不能判断泛型

if (obj instanceof List<String>) // ❌

五、常见面试点总结

• 泛型是 编译期安全 + 运行时擦除
• 泛型 ≠ 模板（不像 C++ 模板）
• List<String> 和 List<Integer> 字节码相同
• PECS 原则：
  • Producer → extends
  • Consumer → super

如果你愿意，我可以：

• 用 字节码角度讲泛型
• 对比 Java vs C++ 泛型
• 结合 Spring / 集合源码讲泛型实战

你想从哪方面深入？