面试题：Java泛型类型擦除与多态的交互问题

Question

假设存在一个泛型类GenericClass<T>，其中有一个方法void print(T t)。再创建两个子类SubGenericClass1和SubGenericClass2继承自GenericClass，分别指定类型参数为String和Integer。当调用不同子类实例的print方法时，结合类型擦除机制，说明Java是如何实现多态的，以及可能会遇到什么问题？

Answer 1

1. Java 如何通过类型擦除实现多态

在Java中，泛型是通过类型擦除机制来实现的。类型擦除意味着在编译阶段，所有的泛型类型信息都会被擦除，替换为它们的原始类型（raw type）。

对于 GenericClass<T>，擦除后变为 GenericClass，其 print(T t) 方法变为 print(Object t)。

当 SubGenericClass1 继承 GenericClass<String> 时，在字节码层面，它的 print(String t) 方法实际上是 print(Object t)，但由于Java的方法重写机制，在运行时，JVM会根据对象的实际类型来调用正确的方法。即当 SubGenericClass1 的实例调用 print 方法时，会调用 SubGenericClass1 中重写的 print(String t) 方法（尽管字节码层面是 print(Object t)），这就实现了多态。

同理，SubGenericClass2 继承 GenericClass<Integer>，字节码层面 print(Integer t) 变为 print(Object t)，但运行时根据对象实际类型调用 SubGenericClass2 中重写的 print(Integer t) 方法。

2. 可能遇到的问题

• 类型安全性降低：由于类型擦除，在运行时无法获取泛型的实际类型参数。这可能导致在运行时发生 ClassCastException。例如，如果在使用泛型时不小心将错误类型的数据放入集合中，编译时不会报错，但运行时可能会因为类型转换失败而抛出异常。
• 桥接方法问题：在某些复杂的继承和泛型组合场景下，编译器可能会生成桥接方法（bridge method）来维护多态性。这些桥接方法可能会使字节码变得复杂，并且在调试和理解代码时增加难度。例如，当子类重写父类的泛型方法并且返回类型是协变的（子类型）时，编译器会生成桥接方法来确保多态性的正确实现。但这种情况下，开发者可能会看到一些看似多余或难以理解的方法调用，因为桥接方法在字节码层面做了额外的处理。