解密Java增强的泛型

java 泛型| 2015-01-06

尽管Java 8是2014年年初才发布的，而Java 9要等到2016年年中，但是目前有一些计划放到某个未来版本（希望是Java 10）中的特性已经合并了进来。

具体而言，有两个比较大的特性已经开始原型设计了，它们是增强的泛型（Enhanced Generics）和值类型（Value Types）。有了增强的泛型，Java开发者可以编写像List<int>这样的代码，省去了对基本类型进行装箱的痛苦。新的泛型提案有些地方比较模糊（或者说微妙），需要细心处理，具体见Brian Goetz在最近的设计文章中的解释。

Java一直在关注向后兼容，在Oracle的管理下，这一点也得到再次确认。为此，Oracle在寻求一种与Java 5中引入的泛型类似的策略，渐进地迁移。

需要克服的基本设计问题是，Java的类型系统没有一个统一的根。Java中没有这样的类型，既是Object的子类，又是int的子类。从JVM字节码的结构也可以看出，很明显从方法返回一个int和返回一个对象用的是不同的操作码（opcode）——ireturn和areturn是不一样的。

目前的原型使用了一种叫做“any”类型变量的方式，用以指示既可以是引用类型，又可以是基本类型的类型变量（还包括新提议的值类型）。目前写作Container<any T>，但是在该特性真正交付之前，语法还会改变。

目前的想法是，List<Integer>和List<String>在运行时将继续使用List.class表示（因此对于引用类型，将继续存在类型擦除），List<int>则会用与之不同的运行时类型表示（可能会用不同的class文件）。这种方式被称作基本类型的“泛型特化”。此举还可以给另一个设计问题带来帮助，那就是升级现有的集合类，使用增强的泛型。支持开发者使用List<int>是一个主要的设计目标，从现有的泛型类型，到未来版本中支持任何类型变量的泛型类型，应该可以迁移过去。

关于增强的泛型如何适应类型系统，还有些令人感觉奇怪的地方。比如，List<int>不是List类型的子类型（如果是的话，这就意味着List<int>可以存储Object的实例）。然而， List<?>是List的子类型，所以这意味着List<int>不是List<?>的子类型，通配符就无法应用于增强的泛型。

目前的原型离真正产品化还差得远，还有很多设计和实现工作要做。特化的实现正在积极进行。自动生成特化代码更为可取（减少手工编写样板代码），但这可能需要在字节码和类加载子系统中提供额外的支持。还有一个非常有趣的可能性，就是在虚拟机层面引入一个元编程设施（不是Java语言层面的直接支持）。用invokedynamic 类比，这种方式可以称为“classdynamic”，可以参见这里的描述。

增强的泛型和值类型的开发都是通过Project Valhalla管理的，更多细节可以参见该项目。

查看英文原文：Under The Hood With A Prototype of Enhanced Generics for Java

本文文字及图片出自 InfoQ