Java如何获取List中的String详解
目录
- 前言
- 问题场景
- 问题讨论
- 解决方案
- 本文总结
前言 在写这篇文章之前,我几乎没有思路去定义这个问题。只是知道,List是泛型,是接口List
提到泛型,每个Java开发人员都比较熟悉。常见的List、Map
问题场景 最近,在为新系统封装公共包时遇到了一个与泛型有关的问题。在这里,结合实际场景讨论一下。描述一下场景:封装MQ中间件,统一MQ的消息订阅与处理过程,统一MQ相关日志与监控。
解决思路还是比较简单的,整体由三个部分组成(如下图所示):
- IMessageSub:通过接口定义了需要订阅的Topic、Tag、消费组,并提供消息处理入口;
- MessageQueueListener:实现了RocketMQ的接口MessageListenerConcurrently,是真正的消费者,负责消息消费处理。
- MqSubManager:负责完成IMessageSub Bean的发现(所有实现类均为Spring的Bean对象),并通过MessageQueueListener实现对MQ的最终订阅。
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通过这个图,我们可以知道MessageQueueListener#consumeMessage负责接收消息,转换为指定类型后,交给IMessageSub#processMessage进行处理。IMessageSub
public interface IMessageSub{ String getTopic(); String getTag(); String getConsumerGroup(); void processMessage(MqEvent mqEvent); }@Componentpublic class ConcreteMessageSub1 implements IMessageSub { public String getTopic(){return "TOPIC_TEST"} public String getTag(){return "TAG_TEST"; } public String getConsumerGroup(){return "CID_TEST"} public void processMessage(MqEvent mqEvent){// do something...}}public class MessageQueueListener implements MessageListenerConcurrently {private IMessageSub> messageSub; public ConsumeConcurrentlyStatus consumeMessage(List msgs, ConsumeConcurrentlyContext context) {}}
每个MessageQueueListener对象持有一个IMessageSub的实例messageSub,可能是DemoMsg、DemoMsg2等等,如何才能确定对象MessageQueueListener#messageSub的实际类型呢?
问题讨论 我们知道,对于一个非泛型对象,只需要调用其getClass()方法就可以了。但是对于泛型对象,做同样的操作,结果却不是我们想要的。如下简单示例:
public static void main(String[] args) {String str = ""; System.out.println(str.getClass().getName()); List list=new ArrayList<>(); System.out.println(list.getClass().getName()); }
输出结果:
java.lang.String泛型对象list的输出结果是“java.util.ArrayList”,貌似跟String没有关系了,怎么回事儿呢?这就涉及到Java泛型的实现原理了。
java.util.ArrayList
【Java如何获取List中的String详解】Java的泛型是一种伪泛型,是通过类型擦除(Type Erasure)实现的参数化类型(Parameterized Type),也就是说把所操作的数据类型作为参数的一种语法。具体的历史背景就是:
Java在实现泛型机制时,为了避免新增泛型类型,直接把需要支持泛型的原始类型泛型化,比如:ArrayList变为ArrayList。为了实现以上功能,Java 设计者将泛型完全作为了语法糖加入了新的语法中,也就是说泛型对于JVM来说是透明的,有泛型的和没有泛型的代码,通过编译器编译后所生成的二进制代码是完全相同的。编译器在编译过程中去除泛型的过程,被称作类型擦除。
这就需要,Java能够实现具备向前、向后兼容性的泛型,也就是说以前使用原始类型的代码可以继续被泛型使用,现在的泛型也可以作为参数传递给原始类型的代码。
泛型的参数化类型本质可以应用在类、接口、方法,于是就产生了泛型类、泛型接口、泛型方法,可以说极大提升了Java代码的灵活性。
考察大家一个小知识,我们天天使用或者见到泛型,如List
- List
中的E称为类型参数变量,整个称为List 泛型类型。 - List
中的Integer称为实际类型参数,整个List 称为参数化的类型ParameterizedType。
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类型擦除确实保证了良好的兼容性,但是在很多场景下我们确实需要知道泛型对象的原始信息。比如“问题场景”中获取泛型接口实现类对象的实际类型参数。
虽然在编译期间编译器擦除了泛型,但是在字节码中仍然保留了与泛型有关的信息,这就使得我们可以通过反射来获取泛型擦除前的原始信息。为了表达泛型类型声明,Java提供了接口Type及其子类型。
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通过这些API我们可以对泛型的原始信息了如指掌:
- Class类:描述具体类型,比较常见,可通过getClass()获取。
- TypeVariable接口:描述类型变量(如:T extends Comparable super T> ),通过getClass().getTypeParameters()。
- WildcardType接口:描述通配符 (如:? super T )。
- ParameterizedType接口:描述泛型类或接口类型(如:Comparable super T>),可通过getClass().getGenericInterfaces()获取后筛选。
- GenericArrayType接口:描述泛型数组(如:T[])
解决方案 了解泛型的原理后,结合反射包提供的API,我们就很容易解决第一部分提出的问题了。
结合上面的示例,MessageQueueListener#messageSub是一个泛型接口对象,实际为IMessageSub
- 获取对象messageSub所属类(如:ConcreteMessageSub1)实现的接口列表;
- 仅保留接口列表中的描述泛型接口的参数化类型对象(ParameterizedType);
- 在参数化类型对象中获取类型为IMessageSub的描述对象,即我们需要的参数化类型对象;
- 获取该参数化类型对象的第一个实际类型参数(接口声明只有一个泛型参数)。
/** * 获取消息执行器范性类型 * * @return 类型 */private Type getExecutorGenericType(IEventProcessor eventProcessor) {try {OptionaltypeOptional = Arrays.stream(eventProcessor.getClass().getGenericInterfaces()).filter(type -> ParameterizedType.class.isAssignableFrom(type.getClass())).map(type -> (ParameterizedType)type).filter(parameterizedType -> IEventProcessor.class.getTypeName().equals(parameterizedType.getRawType().getTypeName())).map(ParameterizedType::getActualTypeArguments).filter(actualTypes -> actualTypes.length > 0).map(actualTypes -> actualTypes[0]).findFirst(); return typeOptional.orElse(null); } catch (Throwable cause) {}return null; }
本文总结 依托于泛型提供的API,我们可以开发出灵活的工具及框架,也可以使我们的代码更加简洁高效。可以说,Java的泛型是一种“语法糖”。以复用性更强的方式来提高开发效率,帮助开发人员在编译阶段识别系统存在的安全隐患,以更强的约束力来保证代码的健壮性。
本来只想简单的介绍获取参数化类型的方式,可是当把问题展开的时候,才发现自己对泛型的体系认识不够,每天上下班路上一边学习,一边记录笔记。关于泛型,还有许多要去学习和了解的知识,大家一起进步。
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