.NET中的泛型和Java泛型中的类型擦除

开放类型和闭合类型

.NET把带有类型参数的类型看做一个新的类型，CLR将为这些类型创建内部类型对象，带有类型参数的类型可以是类，结构，接口和委托。但是，一个带有类型参数的类型称为开放类型，CLR不允许开放类型实例化(就好比不允许接口实例化一样)。

当代码中引用了泛型类型，代码里可以指定一组泛型类型参数。如果传入实际的数据类型，那么这个类型就成为闭合类型，CLR允许实例化闭合类型。然而，也有可能代码引用了泛型类型，但未指定泛型类型参数，这就在CLR中创建了一个新的开放类型，这种类型无法实例化，看一个例子。

internal sealed class DictionaryStringKey<TValue> :Dictionary<String, TValue> 
        { 
        } 
        static void Main(string[] args) 
        { 
            Object o = null; 
            // Dictionary<,> 有2个类型参数的开放类型 
            Type t = typeof(Dictionary<,>); 
            // 创建实例会失败 
            o = CreateInstance(t); 
            Console.WriteLine(); 
            // DictionaryStringKey<>有一个类型参数的开发类型 
            t = typeof(DictionaryStringKey<>); 
            // 创建该类型的实例也会失败 
            o = CreateInstance(t); 
            Console.WriteLine(); 
            // DictionaryStringKey<Guid> 是闭合类型 
            t = typeof(DictionaryStringKey<Guid>); 
            // 创建成功 
            o = CreateInstance(t); 
            // 输出类型名字 
            Console.WriteLine("Object type=" + o.GetType()); 
        } 
        private static Object CreateInstance(Type t) 
        { 
            Object o = null; 
            try 
            { 
                //使用默认的构造函数来创造该类型的实例 
                o = Activator.CreateInstance(t); 
                Console.Write("Created instance of {0}", t.ToString()); 
            } 
            catch (ArgumentException e) 
            { 
                Console.WriteLine(e.Message); 
            } 
            return o; 
        } 

运行结果：

Activator.CreateInstance创建实例的时候，会提示你该类型包含泛型参数。

输出中，可以看到类型名称后跟着反引号（`）以及一个数字。这个数字即类型中的类型参数的数量。比如泛型Dictionary类是2，因为它需要2个类型参数来指示TKey和TValue。DictionaryStringKey类只有1个因为它只需要指明1个类型TValue。

.NET中的类型

.net中，除了实例构造器，CLR也支持类型构造器（也称作静态够器，类够在其或者类型初始化器）。类型构造器可以应用于接口（c#中不支持），引用类型（class）和值类型（struct），和实例构造器初始化类型的实例一样，类型构造器用来初始化类型的一些状态，类型的构造器如果有的话 只可能有1个，并且是无参的。可以参考之前的文章。

http://cnn237111.blog.51cto.com/2359144/576533

由于CLR保证了类型初始化器只执行一次，并且是线程安全的，因此类型初始化器适用于用在单例模式中对单例对象的初始化。

类型中的静态字段可以认为是类型的一部分，而类型中的非静态字段可以认为是实例对象的一部分。当JIT编译器把IL语言转换成本地的CPU指令的时候，会遇到很多类型（比如自定义的class），CLR为了能正确的加载包含这些类型的程序集，它会通过程序集的元数据，抽取出类型的信息，然后创建这些类型的数据数据结构。这些数据结构作为对象存放在堆中。堆中所有的对象都有2个成员，类型对象指针和同步块索引。类型中定义的静态字段也包含在数据结构对象中。类的实例对象都共享类型对象中同一个静态字段。如下图：方框中的Manager是类型对象，静态字段存在于类型对象中。实例对象由椭圆框表示，指向类型对象。

对于.NET泛型来说，每一个闭合类型都有自己的静态字段。也就是说List<>和List<String>中的静态字段是互相独立的。同样的，如果泛型类型定义了一个静态构造器，这些构造器也是按照各自的闭合类型运行。也就是说，List<DateTime>和List<String>有自己独立的静态构造器。

static void Main(string[] args) 
        { 
            bool issame = typeof(List<DateTime>) == typeof(List<string>); 
            Console.WriteLine(issame); 
            object o = Activator.CreateInstance(typeof(List<DateTime>)); 
            Console.WriteLine(o.GetType()); 
            o = Activator.CreateInstance(typeof(List<string>)); 
            Console.WriteLine(o.GetType()); 
        } 

运行结果如下：

Java泛型中的类型擦除

  经常听人说起Java的泛型是伪泛型，因为在编译或运行期间，java的JIT会对进行类型擦除。即JVM无法真正识别出泛型类型，因此在真正运行前会把泛型类型转换成原始类型。因此，所有的泛型类型，本质上都共享同一个类型对象。比如List<Integer>类型在擦除后变成非泛型的List，这个List可以存放任何类型的数据。因此，Java在运行的时候，无法获得类型。当然，使用反射也许可以知道，但是并不保证总是能够得到类型。因此在Java代码中，不同的泛型类型其实都是出自相同的类型。例如下面代码：

public static void main(String[] args) throws Exception { 
  List<Integer> li = new ArrayList<Integer>(); 
  List<Float> lf = new ArrayList<Float>(); 
  boolean issame = li.getClass() == lf.getClass(); 
  System.out.println(issame);//true 
  Object o = li.getClass().newInstance(); 
  System.out.println(o.getClass().getName());//java.util.ArrayList 
  o = lf.getClass().newInstance(); 
  System.out.println(o.getClass().getName());//java.util.ArrayList 
} 

也正是由于代码擦除，使得泛型类型本质上都是共享同一个类型对象，因此类型的静态字段也是共享的。例如下面代码：

public class AtestClass<E> { 
public static int i=0; 
public AtestClass() 
{ 
i++; 
} 
} 
 
------------------ 
 
public static void main(String[] args) throws Exception { 
   AtestClass<Integer> ai=new AtestClass<Integer>(); 
   AtestClass<Float> af=new AtestClass<Float>(); 
   System.out.println(AtestClass.i); 
} 

最终运行的结果是2.

参考文档:Microsoft.Press.CLR.via.Csharp.4th.Edition.Oct.2012.

https://en.wikipedia.org/wiki/Generics_in_Java.