面试题：Java泛型中的类型擦除机制及对代码的影响

Question

请阐述Java泛型中类型擦除的概念，并举例说明它是如何影响泛型代码的编译和运行的。例如，在定义一个泛型类`GenericClass<T>`并使用不同具体类型实例化时，类型擦除后这些实例在运行时的行为有什么特点？

Answer 1

类型擦除概念

Java泛型中的类型擦除指的是，在编译阶段，所有的泛型类型信息都会被擦除，替换为它们的原生类型（raw type）。编译器会在编译时进行泛型类型检查，并在必要的地方插入类型转换代码。这意味着在运行时，Java虚拟机（JVM）并不知道泛型的具体类型信息。

对编译和运行的影响

1. 编译时：编译器根据泛型类型信息进行类型检查，确保类型安全。例如，定义一个泛型方法public static <T> void add(List<T> list, T item)，如果调用add(new ArrayList<Integer>(), "string")，编译器会报错，因为类型不匹配。
2. 运行时：由于类型擦除，运行时无法获取泛型的具体类型。这可能导致一些潜在问题，比如在使用反射时。

泛型类实例化的例子

定义泛型类GenericClass<T>：

public class GenericClass<T> {
    private T value;

    public GenericClass(T value) {
        this.value = value;
    }

    public T getValue() {
        return value;
    }
}

实例化GenericClass：

GenericClass<Integer> intGenericClass = new GenericClass<>(10);
GenericClass<String> stringGenericClass = new GenericClass<>("Hello");

在类型擦除后，GenericClass<Integer>和GenericClass<String>在运行时实际上都是GenericClass（原生类型）。它们在运行时的行为特点如下：

• 内存布局：从内存角度看，intGenericClass和stringGenericClass的对象布局是一样的，因为类型擦除后没有类型参数的区别。
• 方法调用：调用getValue方法时，编译器会在调用处插入类型转换代码。对于intGenericClass.getValue()，编译器会插入(Integer)转换；对于stringGenericClass.getValue()，编译器会插入(String)转换。所以在运行时，根据插入的类型转换代码来获取正确类型的值。但如果插入的转换与实际对象类型不匹配，会抛出ClassCastException。