Unchecked Conversion 導致的 Java 方法返回類型變更

liangzai_cool 發布于2019-08-16 14:33 / 691人閱讀

摘要：問題在遇到有同學反饋了個問題第一眼的感覺應該是泛型擦除和類型推斷導致的但當我嘗試去徹底解釋這個問題的時候才發現關鍵原因是如果在調用方法時有那么方法返回的是定義中返回類型經過擦除后的結果具體問題是這個樣子的錯誤不兼容的類型無法轉換為猜測

問題

在 v2 遇到有同學反饋了個問題, 第一眼的感覺應該是泛型擦除(Type Erasure)和類型推斷(Type Inference)導致的. 但當我嘗試去徹底解釋這個問題的時候, 才發現關鍵原因是: 如果在調用方法時有 unchecked conversion, 那么方法返回的是定義中返回類型經過擦除(erasure)后的結果.

具體問題是這個樣子的:

public static List methodA(Collection stringCollection) {
    List stringList = new ArrayList<>();
    for (String s : stringCollection) {
        stringList.add(s);
    }
    return stringList;
}

public static void methodB(String s) {}

public static void main(String args[]) {
    // ok
    methodA((Collection) new ArrayList()).stream().forEach(p -> methodB(p));

    // compile error
    // Question.java:29: 錯誤: 不兼容的類型: Object無法轉換為String
    // methodA((Collection) map.get("A")).stream().forEach(p -> methodB(p));
    //                                                                  ^
    methodA((Collection) new ArrayList()).stream().forEach(p -> methodB(p));
}

猜測過程

如果對 type erasure, unchecked warning 不太熟悉, 可以先閱讀后幾節.

依我的理解, lambda 中 p 的類型應該被推斷為 String. 考慮 stream 和 forEach 的定義為 Stream Collection.stream(), void Stream.forEach(Consumer action). 整個類型推斷的過程應該如下:

List stringList = methodA(...);
Stream stringStream = stringList.stream();
stringStream.forEach(p -> methodB(p));

但從實際編譯的結果來看, methodA((Collection) new ArrayList()) 版本是符合預期的, 而 methodA((Collection) new ArrayList()) 版本中, p 的類型被推斷為 Object.

有了兩個版本的對比, 很容易就會去猜測是不是 mehtodA 返回的結果因為入參類型的不同而不同. 但tm我就走歪了, 因為映像中沒有什么情況下方法返回類型會和定義不一致, 所以我先去排查了一遍泛型擦除, 類型推斷, Java 對 Lambda 的處理方式等. 直到最后走頭無路，才嘗試去看返回類型是否有貓膩.

最終發現報錯版本返回的結果類型為 raw type List, 而不是預期的 parameterzied type List. 驗證的代碼如下:

Collection rawCollection = new ArrayList();
// methodA 返回的是 raw type List, 此處賦值會因為 parameterzied type 指向 raw type 而導致 unchecked warning
List stringList = methodA(rawCollection);

官方的解釋是:

Otherwise, if unchecked conversion was necessary for the method to be applicable, then the result type is the erasure (§4.6) of the method"s declared return type.

嗯, 報錯版本的傳入參數類型是 Collection, 而 methodA 定義的參數類型為 Collection, 調用觸發 unchecked conversion.

泛型擦除

Generic type 是泛型的定義, 由 Java 傳統的類型結合 type parameter 組成.
通過提供具體的 type argument, generic type 實例化成為 parameterized type.

引用 Java Generic FAQs 中的內容, 泛型擦除指的是: 在編譯過程中通過消除 type parameter 和 type argument 來將同一 generic type 對應的不同實例映射成同一個類的過程.
具體可以分為兩個部分:

Parameterized type 的 type parameters 被刪除.

Generic type 中的 type arguments 被替換為具體的類型.

在泛型擦除的過程中, 編譯器可能按需加入額外的方法和類型轉換來保證編譯結果的正確性.

unchecked warning

uncheked warning 在編譯期間產生, 表示編譯器無法保證完全的類型安全, 當然也不代表一定類型不安全.
產生的幾種場景基本都和泛型有關. 和本文關聯的場景是: 將 parameterized type 指向 raw type, 比如 List stringList = new ArrayList()

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