Spring杂谈 | 你真的了解泛型吗？从java的Type到Spring的ResolvableType
2024-10-19 17:36:49
关于泛型的基本知识在本文中不会过多提及，本文主要解决的是如何处理泛型，以及java中Type接口下对泛型的一套处理机制，进而分析Spring中的ResolvableType。
Type
简介
Type是Java 编程语言中所有类型的公共高级接口（官方解释），也就是Java中所有类型的“爹”；其中，“所有类型”的描述尤为值得关注。它并不是我们平常工作中经常使用的 int、String、List、Map等数据类型，而是从Java语言角度来说，对基本类型、引用类型向上的抽象；
Type体系中类型的包括：原始类型(Class)、参数化类型(ParameterizedType)、数组类型(GenericArrayType)、类型变量(TypeVariable)、基本类型(Class);
原始类型，不仅仅包含我们平常所指的类，还包括枚举、数组、注解等；
参数化类型，就是我们平常所用到的泛型List、Map<String,Integer>这种；
数组类型，并不是我们工作中所使用的数组String[] 、byte[]，而是带有泛型的数组，即T[] ；
基本类型，也就是我们所说的java的基本类型，即int,float,double等
Type体系的出现主要是为了解决泛型的一系列问题。
接口定义
public interface Type {
// 返回这个类型的名称
default String getTypeName() {
return toString();
}
}
可以看到Type接口内只定义了一个方法，这个方法会返回该类型的名称
UML类图
在上面的图中对于Class我相信大家都已经很了解了。我们主要对其余四个子接口进行测试分析
ParameterizedType
简介
参数化类型，也就是我们所说的泛型。像List就是一个参数化类型，但是List并不是，因为没有使用泛型。
接口定义
public interface ParameterizedType extends Type {
// 对于一个参数化类型而言，必定是带有泛型的，所有这里是为了获取到其中的泛型的具体类型，也就是<>中的内容
// 返回一个数组是因为，有时候会定义多个泛型，比如Map<String,String>
Type[] getActualTypeArguments();
// 获取原始类型，这里不带泛型，就是class
Type getRawType();
// 获取这个类所在类的类型，这里可能比较拗口，举个例子，假如当前这个ParameterizedType的类型为
// O<T>.I<U>，那么调用这个方法所返回的就是一个O<T>类型
Type getOwnerType();
}
使用示例
public class Main extends OwnerTypeDemo<String> {
private List<String> stringList;
private Map<String, String> stringStringMap;
private Map.Entry<String, ?> entry;
private OwnerTypeDemo<String>.Test<String> testOwnerType;
private List list;
private Map map;
public void test(List<String> stringList, List list) {
}
public static void main(String[] args) {
Class<Main> mainClass = Main.class;
Field[] fields = mainClass.getDeclaredFields();
for (Field field : fields) {
Type genericType = field.getGenericType();
String typeName = genericType.getTypeName();
String name = field.getName();
if (genericType instanceof ParameterizedType) {
System.out.println(name + "是一个参数化类型,类型名称为：" + typeName);
ParameterizedType parameterizedType = (ParameterizedType) genericType;
Type[] actualTypeArguments = parameterizedType.getActualTypeArguments();
System.out.println(name + "的actualTypeArguments：" + Arrays.toString(actualTypeArguments));
Type ownerType = parameterizedType.getOwnerType();
System.out.println(name + "的ownerType：" + ownerType);
Type rawType = parameterizedType.getRawType();
System.out.println(name + "的rawType：" + rawType);
} else {
System.out.println(name + "不是一个参数化类型,类型名称为：" + typeName);
}
}
System.out.println("===================开始测试方法中的参数=========================");
Method[] declaredMethods = mainClass.getDeclaredMethods();
for (Method declaredMethod : declaredMethods) {
String methodName = declaredMethod.getName();
Type[] genericParameterTypes = declaredMethod.getGenericParameterTypes();
for (int i = 0; i < genericParameterTypes.length; i++) {
Type parameterType = genericParameterTypes[i];
String typeName = parameterType.getTypeName();
System.out.println("打印" + methodName + "方法的参数，" + "第" + (i + 1) + "个参数为：" + parameterType);
if (parameterType instanceof ParameterizedType) {
System.out.println("第" + (i + 1) + "个参数是一个参数化类型, 类型名称为 ： " + typeName);
} else {
System.out.println("第" + (i + 1) + "个参数不是一个参数化类型, 类型名称为 ： " + typeName);
}
}
}
System.out.println("===================开始测试父类中的泛型=========================");
// 获取带有泛型的父类
Type genericSuperclass = mainClass.getGenericSuperclass();
if (genericSuperclass instanceof ParameterizedType) {
System.out.println("父类是一个参数化类型，类型名称为：" + genericSuperclass.getTypeName());
}
}
}
class OwnerTypeDemo<T> {
class Test<T> {
}
}
程序会做如下输出：
stringList是一个参数化类型,类型名称为：java.util.List<java.lang.String>
stringList的actualTypeArguments：[class java.lang.String]
stringList的ownerType：null
stringList的rawType：interface java.util.List
stringStringMap是一个参数化类型,类型名称为：java.util.Map<java.lang.String, java.lang.String>
stringStringMap的actualTypeArguments：[class java.lang.String, class java.lang.String]
stringStringMap的ownerType：null
stringStringMap的rawType：interface java.util.Map
entry是一个参数化类型,类型名称为：java.util.Map$Entry<java.lang.String, ?>
entry的actualTypeArguments：[class java.lang.String, ?]
entry的ownerType：interface java.util.Map
entry的rawType：interface java.util.Map$Entry
testOwnerType是一个参数化类型,类型名称为：main.java.OwnerTypeDemo<java.lang.String>$Test<java.lang.String>
testOwnerType的actualTypeArguments：[class java.lang.String]
testOwnerType的ownerType：main.java.OwnerTypeDemo<java.lang.String>
testOwnerType的rawType：class main.java.OwnerTypeDemo$Test
list不是一个参数化类型,类型名称为：java.util.List
map不是一个参数化类型,类型名称为：java.util.Map
===================开始测试方法中的参数=========================
打印main方法的参数，第1个参数为：class [Ljava.lang.String;
第1个参数不是一个参数化类型, 类型名称为 ： java.lang.String[]
打印test方法的参数，第1个参数为：java.util.List<java.lang.String>
第1个参数是一个参数化类型, 类型名称为 ： java.util.List<java.lang.String>
打印test方法的参数，第2个参数为：interface java.util.List
第2个参数不是一个参数化类型, 类型名称为 ： java.util.List
===================开始测试父类中的泛型=========================
父类是一个参数化类型，类型名称为：main.java.OwnerTypeDemo<java.lang.String>
通过上面的例子可以看出，ParameterizedType可以让我们明确字段或者方法参数上是否使用了泛型，并获取到泛型的具体类型。那是不是依赖ParameterizedType就能解决所有的泛型问题了呢？答案显然是不是的，我们看一个特殊的例子：
public class SpecialDemo<T extends Type> {
T t;
public static void main(String[] args) {
Class<SpecialDemo> specialDemoClass = SpecialDemo.class;
Field[] declaredFields = specialDemoClass.getDeclaredFields();
for (Field declaredField : declaredFields) {
Type genericType = declaredField.getGenericType();
if (genericType instanceof ParameterizedType) {
System.out.println("t是一个参数化类型");
} else {
System.out.println("t不是一个参数化类型");
}
}
}
// 程序输出：t不是一个参数化类型
}
运行上面的程序，会发现字段t不是一个参数化类型，这就意味着没办法通过ParameterizedType来解决这一类泛型问题。我们分析<T extends Type>，会发现其实T类似于一个变量，我们可以在使用时可以传入具体的类，比如我们可以这样：
SpecialDemo<ParameterizedType> specialDemo = new SpecialDemo<>();
同时这个基于这个<T extends Type>表达式，我们知道这个变量是具有属性的，最直观的就是T是有上界的，所有的T都继承了Type。基于这种情况，Java对其进行了抽象，得到了一个新的类型TypeVariable。
TypeVariable
简介
类型变量，或者也可以叫泛型变量。具体就是指我们在申明泛型时定义的T,K,U这种变量。在之前的例子中，SpecialDemo<T extends Type>，T就是一个类型变量。
接口定义
public interface TypeVariable<D extends GenericDeclaration> extends Type, AnnotatedElement {
// 获取泛型的边界
Type[] getBounds();
// 获取申明所在的具体对象
D getGenericDeclaration();
// 获取具体类型变量的名称
String getName();
// 获取类型变量边界上添加的注解
AnnotatedType[] getAnnotatedBounds();
}
可以看到，TypeVariable本身也使用了泛型，并且泛型的上界为GenericDeclaration。在了解TypeVariable之前，有必要先对GenericDeclaration做一个简单的说明。GenericDeclaration这个接口主要限定了哪些地方可以定义TypeVariable，换言之，也就是定义了哪些地方可以申明泛型。这个接口只有3个实现类（忽略Executable抽象类）。如下：
从这里我们也能看到，我们只能在方法（包括普通方法跟构造方法）以及类上申明泛型。
这里需要对接口定义的方法做进一步的说明：
- getBounds()会返回泛型的边界，但是这里的边界跟我们在参数化类型中定义的边界不同，这里的边界只有上界。即我们不通通过super关键字来申明一个泛型，例如下面这种：
class A<T super classA>{}
在申明泛型时，我们要明确一点，申明是为了使用，而在上面的例子中，我们不能使用T来干任何事情，因为我们不能确定T中的任何方法（只能确定它是一个Object，但是这没有任何意义）。所以对于泛型变量来说，只存在上界，也就是只能使用extends关键字进行申明
- getGenericDeclaration()，返回泛型申明时所在的类或者方法
- 返回泛型变量的名称，也就是我们定义泛型时采用的T,K,U这一类的名称
- getAnnotatedBounds()，此方法返回一个
AnnotatedType类型的数组，获取的是我们在类型变量的上界。不同于getBounds()方法的是，这个方法可以获取到边界上添加的注解
使用示例
public class TypeVariableMain<T, K extends @TypeAnnotation Integer & Type> {
public <U extends Long, V> void testTypeVariable(Map<U, V> map) {
}
public static void main(String[] args) {
Class<TypeVariableMain> typeVariableMainClass = TypeVariableMain.class;
TypeVariable<Class<TypeVariableMain>>[] typeParameters = typeVariableMainClass.getTypeParameters();
for (int i = 0; i < typeParameters.length; i++) {
TypeVariable<Class<TypeVariableMain>> typeParameter = typeParameters[i];
Type[] bounds = typeParameter.getBounds();
String name = typeParameter.getName();
AnnotatedType[] annotatedBounds = typeParameter.getAnnotatedBounds();
Class<TypeVariableMain> genericDeclaration = typeParameter.getGenericDeclaration();
System.out.println("第" + (i + 1) + "个类型变量的名称为：" + name);
System.out.println("通过getBounds方法获取到，第" + (i + 1) + "个类型变量的边界为：" + Arrays.toString(bounds));
System.out.println("第" + (i + 1) + "个类型变量的申明的位置为：" + genericDeclaration);
System.out.println("通过getAnnotatedBounds方法获取到，第" + (i + 1) + "个类型变量的边界为："
+ Arrays.stream(annotatedBounds).map(AnnotatedType::getType).collect(Collectors.toList()));
for (AnnotatedType annotatedType : annotatedBounds) {
Annotation[] annotations = annotatedType.getAnnotations();
if (annotations.length > 0) {
System.out.println("第" + (i + 1) + "个类型变量的上界上添加了注解，注解为" + annotations[0]);
}
}
}
System.out.println("===================基于方法获取类型变量====================");
Method[] declaredMethods = typeVariableMainClass.getDeclaredMethods();
for (Method declaredMethod : declaredMethods) {
String methodName = declaredMethod.getName();
if (methodName.equals("main")) {
// 为了方便，直接排除main函数了
continue;
}
TypeVariable<Method>[] typeVariables = declaredMethod.getTypeParameters();
int i = 1;
for (TypeVariable<Method> typeVariable : typeVariables) {
System.out.println("方法：\"" + methodName + "\"的第" + (i++) + "个类型变量为" + typeVariable.getName());
}
}
}
}
程序打印如下：
第1个类型变量的名称为：T
通过getBounds方法获取到，第1个类型变量的边界为：[class java.lang.Object]
第1个类型变量的申明的位置为：class main.java.TypeVariableMain
通过getAnnotatedBounds方法获取到，第1个类型变量的边界为：[class java.lang.Object]
第2个类型变量的名称为：K
通过getBounds方法获取到，第2个类型变量的边界为：[class java.lang.Integer, interface java.lang.reflect.Type]
第2个类型变量的申明的位置为：class main.java.TypeVariableMain
通过getAnnotatedBounds方法获取到，第2个类型变量的边界为：[class java.lang.Integer, interface java.lang.reflect.Type]
第2个类型变量的上界上添加了注解，注解为@main.java.TypeAnnotation()
===================基于方法获取类型变量====================
方法："testTypeVariable"的第1个类型变量为U
方法："testTypeVariable"的第2个类型变量为V
为了让大家加深对ParameterizedType以及TypeVariable理解，这里我额外添加一个Demo
public class TypeVariableMain02<T, K extends @TypeAnnotation Integer & Type> {
private K k;
private List<T> list;
public static void main(String[] args) {
Class<TypeVariableMain02> typeVariableMain02Class = TypeVariableMain02.class;
Field[] declaredFields = typeVariableMain02Class.getDeclaredFields();
for (Field field : declaredFields) {
Type genericType = field.getGenericType();
String typeName = genericType.getTypeName();
String name = field.getName();
if (genericType instanceof ParameterizedType) {
System.out.println(name + "是一个参数化类型,类型名称为：" + typeName);
ParameterizedType parameterizedType = (ParameterizedType) genericType;
Type[] actualTypeArguments = parameterizedType.getActualTypeArguments();
System.out.println(name + "的actualTypeArguments：" + Arrays.toString(actualTypeArguments));
Type ownerType = parameterizedType.getOwnerType();
System.out.println(name + "的ownerType：" + ownerType);
Type rawType = parameterizedType.getRawType();
System.out.println(name + "的rawType：" + rawType);
for (Type actualTypeArgument : actualTypeArguments) {
if (actualTypeArgument instanceof TypeVariable) {
System.out.println("字段：" + name + "中包含一个类型变量");
String name1 = ((TypeVariable) actualTypeArgument).getName();
AnnotatedType[] annotatedBounds = ((TypeVariable) actualTypeArgument).getAnnotatedBounds();
Type[] bounds = ((TypeVariable) actualTypeArgument).getBounds();
GenericDeclaration genericDeclaration = ((TypeVariable) actualTypeArgument).getGenericDeclaration();
System.out.println("类型变量的名称为：" + name1);
System.out.println("个类型变量的边界为：" + Arrays.toString(bounds));
System.out.println("类型变量的申明的位置为：" + genericDeclaration);
System.out.println("通过getAnnotatedBounds方法获取到，类型变量的边界为：" + annotatedBounds[0].getType());
}
}
} else if (genericType instanceof TypeVariable) {
System.out.println(name + "是一个类型变量,类型名称为：" + typeName);
TypeVariable typeVariable = (TypeVariable) genericType;
Type[] bounds = typeVariable.getBounds();
String name1 = typeVariable.getName();
AnnotatedType[] annotatedBounds = typeVariable.getAnnotatedBounds();
GenericDeclaration genericDeclaration = typeVariable.getGenericDeclaration();
System.out.println("类型变量的名称为：" + name1);
System.out.println("个类型变量的边界为：" + Arrays.toString(bounds));
System.out.println("类型变量的申明的位置为：" + genericDeclaration);
System.out.println("通过getAnnotatedBounds方法获取到，类型变量的边界为：" + annotatedBounds[0].getType() + " " + annotatedBounds[1].getType());
}
}
}
}
程序输出：
k是一个类型变量,类型名称为：K
类型变量的名称为：K
个类型变量的边界为：[class java.lang.Integer, interface java.lang.reflect.Type]
类型变量的申明的位置为：class main.java.TypeVariableMain02
通过getAnnotatedBounds方法获取到，类型变量的边界为：class java.lang.Integer interface java.lang.reflect.Type
list是一个参数化类型,类型名称为：java.util.List<T>
list的actualTypeArguments：[T]
list的ownerType：null
list的rawType：interface java.util.List
字段：list 中包含一个类型变量
类型变量的名称为：T
个类型变量的边界为：[class java.lang.Object]
类型变量的申明的位置为：class main.java.TypeVariableMain02
通过getAnnotatedBounds方法获取到，类型变量的边界为：class java.lang.Object
GenericArrayType
简介
GenericArrayType是Type的子接口，用于表示“泛型数组”，描述的是形如：A[]或T[]的类型。其实也就是描述ParameterizedType类型以及TypeVariable类型的数组，即形如：classA[][]、T[]等
接口定义
public interface GenericArrayType extends Type {
// 返回数组中元素的类型，TypeVariable或者ParameterizedType
Type getGenericComponentType();
}
使用示例
public class GenericArrayTypeMain<T> {
T[] t1;
T[][] t2;
List<T> list;
List<String>[] stringListArray;
String[][] stringArray;
public static void main(String[] args) {
Class<GenericArrayTypeMain> genericArrayTypeMainClass = GenericArrayTypeMain.class;
Field[] declaredFields = genericArrayTypeMainClass.getDeclaredFields();
for (Field declaredField : declaredFields) {
String name = declaredField.getName();
Type genericType = declaredField.getGenericType();
if (genericType instanceof GenericArrayType) {
System.out.println(name + "是一个泛型数组");
Type genericComponentType = ((GenericArrayType) genericType).getGenericComponentType();
System.out.println("数组的元素类型为：" + genericComponentType);
} else {
System.out.println(name + "不是一个泛型数组");
}
}
}
}
程序输出：
t1是一个泛型数组
数组的元素类型为：T
t2是一个泛型数组
数组的元素类型为：T[]
list不是一个泛型数组
stringListArray是一个泛型数组
数组的元素类型为：java.util.List<java.lang.String>
stringArray不是一个泛型数组
通过上面的Demo我们会发现，无论从左向右有几个[]并列，这个方法仅仅脱去最右边的[]之后剩下的内容就作为这个方法的返回值。
另外，在上面的例子中，大家可以思考以下几个问题：
- t1是一个泛型数组，数组的元素类型为：T，那么T是一个什么类型呢？
- t2是一个泛型数组，数组的元素类型为：T[]，那么T[]又是什么类型？
上述问题留给大家自行思考
了解了ParameterizedType跟TypeVariable以及这两种类型的数组类型GenericArrayType之后，接着我们思考一个问题，我们在定义泛型时，经常会使用来通配符，形如下面这种形式{? extends Number}，这个时候即使我们获取到? extends Number也没有办法做进一步的处理。这个时候就要用到我们接下来要介绍的这个接口了，请往下看
WildcardType
简介
专门用来处理泛型中的通配符，需要注意的是，WildcardType并不是JAVA所有类型中的一种，表示的仅仅是类似 {? extends T}、{? super K}这样的通配符表达式。
接口定义
public interface WildcardType extends Type {
// 获取通配符表达式的上界
Type[] getUpperBounds();
// 获取通配符表达式的下界
Type[] getLowerBounds();
}
上面这两个方法之所以会返回数组是为了保持扩展性，实际上现在返回的数组的大小就是1，JDK8中至少是这样的吗，更高版本的没有去尝试。
使用示例
public class WildcardTypeDemo<T> {
Map<? super String, ? extends List<T>> map;
public static void main(String[] args) {
Class<WildcardTypeDemo> wildcardTypeDemoClass = WildcardTypeDemo.class;
Field[] declaredFields = wildcardTypeDemoClass.getDeclaredFields();
for (Field field : declaredFields) {
Type genericType = field.getGenericType();
if (genericType instanceof ParameterizedType) {
// 使用了通配符表达泛型的，必定是一个参数化类型
// 获取泛型的实际类型，就是获取<>中的内容,这里获取到的是<? super String, ? extends List<T>>
Type[] actualTypeArguments = ((ParameterizedType) genericType).getActualTypeArguments();
for (Type actualTypeArgument : actualTypeArguments) {
// 两个泛型都使用了通配符，都会进入这个判断
if (actualTypeArgument instanceof WildcardType) {
// 分別获取上界跟下界
// ? super String，这个表达式的下界为String,上界为Object
// ? extends List<T>，这个表达式的下界为Object,上界为List<T>，
// 同时List<T>又是一个参数化类型，而T又是一个类型变量
Type[] lowerBounds = ((WildcardType) actualTypeArgument).getLowerBounds();
Type[] upperBounds = ((WildcardType) actualTypeArgument).getUpperBounds();
// 这里我主要处理? extends List<T>
for (Type upperBound : upperBounds) {
if (upperBound instanceof ParameterizedType) {
System.out.println("参数化类型的名称为：" + upperBound.getTypeName());
Type[] actualTypeArguments1 = ((ParameterizedType) upperBound).getActualTypeArguments();
for (Type type : actualTypeArguments1) {
if (type instanceof TypeVariable) {
String name = ((TypeVariable) type).getName();
System.out.println("类型变量名称为：" + name);
}
}
}
}
}
}
}
}
}
// 程序输出：
// 参数化类型的名称为：java.util.List<T>
// 类型变量名称为：T
我相信如果你对Java中的类型已经完全理解了，上面的代码配合注释应该不难看懂
ResolvableType
在学习了Java的Type体系后，我们会发现，依赖于整个Type体系去处理泛型代码非常的繁琐，并且不易于理解。基于这种情况，Spring开发了一个ResolvableType类，这个类对整个Type体系做了系统的封装。
实际上关于
ResolvableType的学习大家可以参数Spring中的org.springframework.core.ResolvableTypeTests类,这是作者写好的单元测试类，覆盖了ResolvableType的所有方法。
这个类的代码量很大，不过我们也没有必要去详细地看每一行代码，粗略阅读源码后会发现这个类有以下几个特点
概览
- 所有的构造函数都是私有的
在上图中那把小锁代表权限为private，就是私有的意思
- 构造函数都是在为相同的成员变量赋值，这里我随便放一个构造函数如下
private ResolvableType(Type type, @Nullable TypeProvider typeProvider,
@Nullable VariableResolver variableResolver, @Nullable ResolvableType componentType) {
this.type = type;
this.typeProvider = typeProvider;
this.variableResolver = variableResolver;
this.componentType = componentType;
this.hash = null;
this.resolved = resolveClass();
}
- 因为构造函数是私有的，所有它提供了一系列的方法来创建一个ResolvableType，如下：
所有for开头的方法都是静态方法，同时都能获取一个ResolvableType，现在对常见的几个方法进行分析：
方法分析
forClass系列方法
Spring中经常会用到一个方法，ResolvableType.forRawClass(type)，我们就先看下这一系列的三个方法
- ResolvableType.forRawClass(type)
- ResolvableType forClass(@Nullable Class<?> clazz)
- ResolvableType forClass(Class<?> baseType, Class<?> implementationClass)
- ResolvableType forClassWithGenerics(Class<?> clazz, Class<?>… generics)
- ResolvableType forClassWithGenerics(Class<?> clazz, ResolvableType… generics)
forRawClass(Class<?> clazz)
public static ResolvableType forRawClass(@Nullable Class<?> clazz) {
return new ResolvableType(clazz) {
@Override
public ResolvableType[] getGenerics() {
return EMPTY_TYPES_ARRAY;
}
@Override
public boolean isAssignableFrom(Class<?> other) {
return (clazz == null || ClassUtils.isAssignable(clazz, other));
}
@Override
public boolean isAssignableFrom(ResolvableType other) {
Class<?> otherClass = other.getRawClass();
return (otherClass != null && (clazz == null || ClassUtils.isAssignable(clazz, otherClass)));
}
};
}
这个方法实际上做了两件事
- 调用了构造函数，
private ResolvableType(@Nullable Class<?> clazz) - 复写了三个方法
对比另外一个方法
forClass(Class<?> clazz)
public static ResolvableType forClass(@Nullable Class<?> clazz) {
return new ResolvableType(clazz);
}
对比后可以发现，这两个方法唯一的区别就是没有复写其中的三个方法。大家可以思考下，这是为什么呢？
其实区别在于，对于第一个
forRawClass方法，入参传入的一定是一个原始数据类型，也就是一个不带泛型的类的Class对象，比如传入的可能是一个Person.class，Dog.class。对于这种原始数据类型，其getGenerics，isAssignableFrom方法的实现逻辑是固定的，所以forRawClass方法直接对这三个方法进行了复写。
forClass(Class<?> baseType, Class<?> implementationClass)
public static ResolvableType forClass(Class<?> baseType, Class<?> implementationClass) {
Assert.notNull(baseType, "Base type must not be null");
// as方法在之后分析，就是根据继承链找打对应的父类
ResolvableType asType = forType(implementationClass).as(baseType);
return (asType == NONE ? forType(baseType) : asType);
}
implementationClass是baseType的子类，这个方法主要获取baseType上定义的泛型，例如：
public class ResolvableTypeDemo {
public static void main(String[] args) {
// 获取到C继承的HashMap所构建的一个ResolvableType，会带用泛型<String, Integer>
ResolvableType resolvableType = ResolvableType.forClass(HashMap.class, C.class);
ResolvableType[] generics = resolvableType.getGenerics();
for (ResolvableType generic : generics) {
// 程序打印：
// class java.lang.String
// class java.lang.Integer
System.out.println(generic.getType());
}
}
}
class C extends HashMap<String, Integer> {
}
forConstructor系列方法
public static ResolvableType forConstructorParameter(Constructor<?> constructor, int parameterIndex,
Class<?> implementationClass) {
Assert.notNull(constructor, "Constructor must not be null");
MethodParameter methodParameter = new MethodParameter(constructor, parameterIndex);
methodParameter.setContainingClass(implementationClass);
return forMethodParameter(methodParameter);
}
public static ResolvableType forConstructorParameter(Constructor<?> constructor, int parameterIndex) {
Assert.notNull(constructor, "Constructor must not be null");
return forMethodParameter(new MethodParameter(constructor, parameterIndex));
}
可以看到，forConstructor系列方法最后都调用了forMethod系列方法，我们直接分析forMethod系列的方法
forMethod系列方法
主要分为两类方法
- forMethodParameter，解决方法参数上的类型问题
- forMethodReturnType，解决方法返回值的类型问题
forMethodParameter
public class ResolvableTypeDemo {
public void test(List<String> list, Map<String, List<Integer>> map) {
}
public static void main(String[] args) throws Exception {
Class<ResolvableTypeDemo> resolvableTypeDemoClass = ResolvableTypeDemo.class;
Method[] declaredMethods = resolvableTypeDemoClass.getDeclaredMethods();
Method test = declaredMethods[1];
// 获取方法的第一个参数对应的ResolvableType，参数为-1代表返回值，0为第一个，1为第二个，一次增加
ResolvableType resolvableType0 = ResolvableType.forMethodParameter(test, 0);
System.out.println(resolvableType0.resolve());
System.out.println(resolvableType0.getType());
// 获取方法的第二个参数对应的ResolvableType
ResolvableType resolvableType1 = ResolvableType.forMethodParameter(test, 1);
System.out.println(resolvableType1.resolve());
System.out.println(resolvableType1.getType());
}
}
forMethodReturnType
public static ResolvableType forMethodReturnType(Method method) {
Assert.notNull(method, "Method must not be null");
return forMethodParameter(new MethodParameter(method, -1));
}
调用逻辑很简单，调用forMethodParameter，并将方法的参数索引替换为-1，代表返回值
forConstructor系列方法
构造函数就是一个特殊的方法，所以都是直接调用的forMethod系列方法，这里就不多介绍了
forField系列方法
专门用于处理字段的类型，如下：
测试方法Demo
public class ResolvableTypeDemo {
List<String> stringList;
List<List<String>> lists;
public static void main(String[] args) throws Exception {
Class<ResolvableTypeDemo> resolvableTypeDemoClass = ResolvableTypeDemo.class;
Field[] declaredFields = resolvableTypeDemoClass.getDeclaredFields();
for (Field declaredField : declaredFields) {
System.out.println("=======字段名称"+declaredField.getName()+"=========");
System.out.println("nestingLevel为1");
ResolvableType resolvableType1 = ResolvableType.forField(declaredField,1);
System.out.println(resolvableType1.getType());
System.out.println(resolvableType1.resolve());
System.out.println("nestingLevel为2");
ResolvableType resolvableType2 = ResolvableType.forField(declaredField,2);
System.out.println(resolvableType2.getType());
System.out.println(resolvableType2.resolve());
System.out.println("nestingLevel为3");
ResolvableType resolvableType3 = ResolvableType.forField(declaredField,3);
System.out.println(resolvableType3.getType());
System.out.println(resolvableType3.resolve());
}
}
}
程序打印：
=======字段名称stringList=========
nestingLevel为1
java.util.List<java.lang.String>
interface java.util.List
nestingLevel为2
class java.lang.String
class java.lang.String
nestingLevel为3
org.springframework.core.ResolvableType$EmptyType@723279cf
null
=======字段名称lists=========
nestingLevel为1
java.util.List<java.util.List<java.lang.String>>
interface java.util.List
nestingLevel为2
java.util.List<java.lang.String>
interface java.util.List
nestingLevel为3
class java.lang.String
class java.lang.String
在上面的所有方法，最后都会调用一个forType方法，所以我们着重也就分析这个系列的方法
forType系列（源码分析）
最终都会调用到这个方法中，源码如下：
static ResolvableType forType(
@Nullable Type type, @Nullable TypeProvider typeProvider, @Nullable VariableResolver variableResolver) {
// 这里可以看出，即使我们提供了一个typeProvider，也不会直接调用它的getType返回，而是会进行一层包装，这个是为什么呢？我们稍后分析
if (type == null && typeProvider != null) {
type = SerializableTypeWrapper.forTypeProvider(typeProvider);
}
if (type == null) {
// 自身定义的一个常量，ResolvableType NONE = new ResolvableType(EmptyType.INSTANCE, null, null, 0);
return NONE;
}
// 如果是原始的数据类型（一个简单的Class引用），那么直接封装后返回，这里不做缓存，因为没有上面昂贵的开销
if (type instanceof Class) {
return new ResolvableType(type, typeProvider, variableResolver, (ResolvableType) null);
}
// 省略缓存相关的代码。。。
return resultType;
}
上面这段代码比较核心的就是SerializableTypeWrapper.forTypeProvider(typeProvider)，我之前也提到了一个问题，为什么要多包装一层呢？这么做的目的主要就是为了得到一个可以进行序列化的Type。
它的核心代码如下：
static Type forTypeProvider(TypeProvider provider) {
// 直接从provider获取到具体的类型
Type providedType = provider.getType();
if (providedType == null || providedType instanceof Serializable) {
// 如果本身可以序列化的直接返回，例如Java.lang.Class。
// 如果不能进行序列化，多进行一层包装
return providedType;
}
// 不用管这段代码，我们开发过程中必定不成立
if (GraalDetector.inImageCode() || !Serializable.class.isAssignableFrom(Class.class)) {
return providedType;
}
// 从缓存中获取
Type cached = cache.get(providedType);
if (cached != null) {
return cached;
}
// 遍历支持的集合，就是GenericArrayType.class, ParameterizedType.class, TypeVariable.class, WildcardType.class，处理这个四种类型
for (Class<?> type : SUPPORTED_SERIALIZABLE_TYPES) {
if (type.isInstance(providedType)) {
ClassLoader classLoader = provider.getClass().getClassLoader();
// 创建的代理类实现的接口，type就不用说了代理类跟目标类必须是同一个类型
// SerializableTypeProxy：标记接口，标志是一个代理类
// Serializable：代表可以被序列化
Class<?>[] interfaces = new Class<?>[] {type, SerializableTypeProxy.class, Serializable.class};
// 核心代码：TypeProxyInvocationHandler是什么？
InvocationHandler handler = new TypeProxyInvocationHandler(provider);
// 依赖于先前的InvocationHandler，以当前的type为目标对象创建了一个代理对象
//
cached = (Type) Proxy.newProxyInstance(classLoader, interfaces, handler);
cache.put(providedType, cached);
return cached;
}
}
throw new IllegalArgumentException("Unsupported Type class: " + providedType.getClass().getName());
}
解析来我们分下下TypeProxyInvocationHandler这个类
private static class TypeProxyInvocationHandler implements InvocationHandler, Serializable {
private final TypeProvider provider;
public TypeProxyInvocationHandler(TypeProvider provider) {
this.provider = provider;
}
@Override
@Nullable
public Object invoke(Object proxy, Method method, @Nullable Object[] args) throws Throwable {
// 复写目标类的equals方法
if (method.getName().equals("equals") && args != null) {
Object other = args[0];
// Unwrap proxies for speed
if (other instanceof Type) {
other = unwrap((Type) other);
}
return ObjectUtils.nullSafeEquals(this.provider.getType(), other);
}
// 复写目标类的hashCode方法
else if (method.getName().equals("hashCode")) {
return ObjectUtils.nullSafeHashCode(this.provider.getType());
}
// 复写目标类的getTypeProvider方法
else if (method.getName().equals("getTypeProvider")) {
return this.provider;
}
// 之所以不直接返回method.invoke(this.provider.getType(), args);也是为了缓存
// 空参的时候才能缓存，带参数的话不能缓存，因为每次调用传入的参数可能不一样
if (Type.class == method.getReturnType() && args == null) {
return forTypeProvider(new MethodInvokeTypeProvider(this.provider, method, -1));
}
else if (Type[].class == method.getReturnType() && args == null) {
Type[] result = new Type[((Type[]) method.invoke(this.provider.getType())).length];
for (int i = 0; i < result.length; i++) {
result[i] = forTypeProvider(new MethodInvokeTypeProvider(this.provider, method, i));
}
return result;
}
try {
return method.invoke(this.provider.getType(), args);
}
catch (InvocationTargetException ex) {
throw ex.getTargetException();
}
}
}
总结
在这篇文章中我们主要学习了java的Type机制，如下：
Type主要是用来处理泛型的，但是通过Java原始的这一套，处理起来及其的繁琐，所以Spring自行封装了一个ResolvableType，我们在处理类，方法，构造函数，字段时，只需要调用对应的方法就能返回一个对应的ResolvableType，一个ResolvableType就封装了对应的这个对象的原始类型，泛型等等，封装了Java中的所有类型。从这里也能看出Spring的牛逼之处，处理提供了IOC,AOP这两个强大的功能，还封装了一系列的简单易用的工具类。
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