JAVA泛型与类型安全

1. 基础泛型

//定义泛型类，接口的定义和类一样
class A<T,P extends Number> {
  T t;
  P p;// extends 限定泛型上界
  public <M> M doSomething(M params) {}
}

关于泛型的使用基本如此，开发者可以在实际使用时灵活地指定泛型所对应的实际类型，从而达到不同的效果

2. 协变与逆变与不变

协变

在Java中的数组是协变的，简单来说即有：

A extends B  ==>  A[] extends B[]
B[] bs = new A[2]; //合法

逆变

与协变相对，逆转了类型关系

不变

Java 语言中的泛型基本上完全在编译器中实现，由编译器执行类型检查和类型推断，然后生成普通的非泛型的字节码。这种实现技术称为擦除（erasure）（编译器使用泛型类型信息保证类型安全，在生成字节码之前将其清除，替换为非泛型上界）

由于泛型擦除的原因，Java中的泛型是不变的，因此在使用泛型的地方（比如集合）中

List<B> bls = new ArrayList<A>();//不合法

编译器检查不通过，我们假设B可以有其它的子类比如C，由于bls的引用指定的类型是B，所以

C extends B
bls.add(new C())

显然应该是合法的，但事实上bls指向的实例指定的类型是A，而A与C并没有直接继承关系，这就导致类型异常的问题。但是显然问题不能就这样结束，因此为了解决泛型的不变，就需要用到通配符?与extends、super。

3. 通配符? 与 extends 与 super

先以泛型集合List<E>为例来说明以上三个关键字的特性
（1）通配符?在单独使用时可以看作是? extends Object

List<?> l0= new ArrayList<Object>();

（2）? extends xxx使得泛型具有协变的特性，extends限定了泛型的上界

//extends包含指向类及其子类
List<? extends Number> l1= new ArrayList<Number>();
List<? extends Number> l2= new ArrayList<Integer>();

l1.add(new Integer(1));//无法编译
Number n = l1.get(0);//可以获取到

当向l1中add一个元素，不管是任何类型的元素，都是不合法的，因为泛型下界无法确定，比如Integer和Double同是Number的子类，但是一个指向List<Integer>的实例add一个Double类型的元素显然是不合法的；当从l1中get一个元素，泛型上界确定是Number

（3）? super xxx使得泛型具有逆变的特性，super限定了泛型的下界

//super包含指向类及其父类
List<? super Integer> l3 = new ArrayList<Integer>();
List<? super Integer> l4 = new ArrayList<Number>();

l3.add(new Integer(1));//可以编译
Object o = l3.get(0);//可以获取到

想要向l3中add一个元素，泛型下界确认为Integer，那么这个元素必须是Integer及其子类的类型；当从l3中get一个元素时，由于JAVA中所有类型总是Object的子类，所以泛型上界可以确定是Object

总结一点就是：写入需要有类型下界，而读出需要有类型上界

在Android中，一个典型的例子就是RxJava的map操作

public final <R> Observable<R> map(Function<? super T, ? extends R> mapper) {
    ObjectHelper.requireNonNull(mapper, "mapper is null");
    return RxJavaPlugins.onAssembly(new ObservableMap<T, R>(this, mapper));
}

public interface Function<T, R> {
    /**
     * Apply some calculation to the input value and return some other value.
     * @param t the input value
     * @return the output value
     * @throws Exception on error
     */
    R apply(@NonNull T t) throws Exception;
}

这里泛型T作为泛型下界，承接上流的输入，泛型R则作为泛型上界，呈递输出到下游。由于上界和下界使用泛型定义，所以实际传入的类型不会被固定