面试题：Java多态协变返回类型与泛型及反射的结合应用

Question

在Java中，结合泛型和反射，编写一个通用的工具类，这个类能够利用多态的协变返回类型来处理不同类型对象的方法调用。例如，有一系列具有继承关系的类 `BaseClass`、`SubClass1` 继承自 `BaseClass`、`SubClass2` 继承自 `SubClass1` 等，每个类都有一个 `getData` 方法，且使用协变返回类型。工具类需要能够通过反射调用不同对象的 `getData` 方法，并根据泛型来处理返回值。请详细阐述实现思路并给出核心代码，同时说明这种实现方式在实际项目中的应用场景和潜在风险。

Answer 1

实现思路

1. 定义泛型和工具类：定义一个泛型类型参数 T，用于表示不同类型的对象。创建一个工具类，包含一个静态方法用于通过反射调用 getData 方法。
2. 获取方法并调用：使用反射获取对象的 getData 方法，然后调用该方法获取返回值。
3. 处理返回值：根据泛型类型 T 来处理返回值。

核心代码

import java.lang.reflect.Method;

public class GenericReflectionUtil {
    @SuppressWarnings("unchecked")
    public static <T> T callGetData(Object obj) {
        try {
            Method method = obj.getClass().getMethod("getData");
            return (T) method.invoke(obj);
        } catch (Exception e) {
            throw new RuntimeException("调用 getData 方法失败", e);
        }
    }
}

class BaseClass {
    public BaseClass getData() {
        return this;
    }
}

class SubClass1 extends BaseClass {
    @Override
    public SubClass1 getData() {
        return this;
    }
}

class SubClass2 extends SubClass1 {
    @Override
    public SubClass2 getData() {
        return this;
    }
}

可以通过以下方式调用：

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        SubClass2 subClass2 = new SubClass2();
        SubClass2 result = GenericReflectionUtil.callGetData(subClass2);
        System.out.println(result);
    }
}

应用场景

1. 框架开发：在一些通用的框架中，可能需要处理多种不同类型但具有相似方法结构的对象。通过这种方式可以实现通用的方法调用，提高框架的灵活性和复用性。
2. 插件系统：当插件可能返回不同类型但都有类似 getData 方法的对象时，使用该工具类可以方便地统一处理这些返回值。

潜在风险

1. 性能问题：反射调用方法比直接调用方法慢很多，在性能敏感的场景下可能不适用。
2. 类型安全问题：虽然使用了泛型，但如果反射调用的方法不存在或者返回值类型与泛型不匹配，可能会抛出运行时异常，导致程序崩溃。
3. 维护成本：使用反射和泛型会增加代码的复杂性，使得代码的可读性和维护性变差，尤其是当继承体系复杂时。