面试题：Java泛型静态变量与类型擦除的交互影响

问题分析

类型擦除导致静态泛型变量类型丢失：Java泛型的类型擦除机制在编译后会将泛型类型替换为其限定类型（通常是Object）。对于静态变量使用泛型，在运行时无法区分不同泛型参数实例化的类型，因为所有实例共享静态变量，而静态变量最终只有一份基于擦除类型的数据。
运行时类型检查问题：由于类型擦除，在运行时可能出现类型转换异常。例如，原本期望某种特定类型的数据存入静态泛型变量，但由于擦除后变成Object类型，可能存入不匹配的数据，在后续取出时导致ClassCastException。

示例代码及问题展示

public class StaticGenericProblem {
    // 静态泛型变量
    private static <T> T staticGenericVar;

    public static <T> void setStaticGenericVar(T value) {
        staticGenericVar = value;
    }

    public static <T> T getStaticGenericVar() {
        return staticGenericVar;
    }

    public static void main(String[] args) {
        // 第一次设置为String类型
        setStaticGenericVar("Hello");
        String result1 = getStaticGenericVar(); // 编译通过，运行时可能出现问题

        // 第二次设置为Integer类型
        setStaticGenericVar(123);
        // 这里如果不进行强制类型转换，会因为类型擦除导致编译通过，但运行时可能出现ClassCastException
        Integer result2 = (Integer) getStaticGenericVar(); 
    }
}

在上述代码中，staticGenericVar是一个静态泛型变量。在main方法中，先将其设置为String类型，又设置为Integer类型。由于类型擦除，编译时不会报错，但运行时可能出现类型转换异常。

解决方法

使用通配符和边界来限制类型：可以通过设置类型边界来限制可以传入的类型，同时使用通配符?来处理不同类型的实例化。

public class StaticGenericSolution {
    // 使用通配符和边界定义静态变量
    private static <T extends Number> T staticGenericVar;

    public static <T extends Number> void setStaticGenericVar(T value) {
        staticGenericVar = value;
    }

    public static <T extends Number> T getStaticGenericVar() {
        return staticGenericVar;
    }

    public static void main(String[] args) {
        setStaticGenericVar(123);
        Integer result = getStaticGenericVar();

        setStaticGenericVar(12.34);
        Double result2 = getStaticGenericVar();
    }
}

在这个改进的代码中，staticGenericVar被限制为Number及其子类类型。这样可以确保存入的数据类型符合预期，减少运行时类型转换异常的风险。 2. 避免在静态上下文中使用泛型：可以将泛型逻辑移到实例方法中，每个实例可以有自己的泛型类型参数，避免共享静态变量带来的类型混淆问题。

public class AvoidStaticGeneric {
    private <T> T instanceGenericVar;

    public <T> void setInstanceGenericVar(T value) {
        instanceGenericVar = value;
    }

    public <T> T getInstanceGenericVar() {
        return instanceGenericVar;
    }

    public static void main(String[] args) {
        AvoidStaticGeneric obj1 = new AvoidStaticGeneric();
        obj1.setInstanceGenericVar("Hello");
        String result1 = obj1.getInstanceGenericVar();

        AvoidStaticGeneric obj2 = new AvoidStaticGeneric();
        obj2.setInstanceGenericVar(123);
        Integer result2 = obj2.getInstanceGenericVar();
    }
}

在这个示例中，将泛型变量定义在实例层面，每个实例可以独立管理自己的泛型类型，避免了静态泛型变量共享带来的问题。

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