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瞭解更多利用泛型元資料
當我與客戶交談時，經常聽到一個常見的誤解，那就是關於泛型型別的所有資訊都從你的 Java 類檔案中被擦除了。這是完全不正確的。所有的靜態泛型資訊都保留了下來，只有關於個體例項的泛型資訊被擦除。因此，如果我有一個實現了 List<String> 的類 Foo，那麼我可以在執行時確定 Foo 實現了使用 String 作為型別引數的 List 介面。然而，如果在執行時例項化一個 ArrayList<String> 的例項，我無法透過該例項確定其具體的型別引數（我可以確定 ArrayList 需要型別引數）。在本文中，我將向您展示泛型元資料的一些實際用途，它簡化了根據處理物件型別而不同的策略介面和實現的過程。
我在許多應用程式中看到的一種模式是使用某種策略介面，其具體實現分別處理特定的輸入型別。例如，考慮投資銀行業中的一個簡單場景。任何上市公司都可以釋出 公司行為（Corporate Actions），這會對其股票帶來實際改變。一個關鍵的例子是股息支付，它按每股向所有股東支付一定數量的現金、股票或財產。在投資銀行內部，接收這些事件通知並計算由此產生的權益非常重要，以便使交易賬簿保持最新的正確股票和現金價值。
作為一個具體示例，考慮持有 1,200,000 股 IBM 股票的大銀行（BigBank）。IBM 決定派發每股 0.02 美元的股息。因此，大銀行需要接收股息行動通知，並在適當的時間點更新其交易賬簿，以反映額外的 24,000 美元現金。
權益的計算將根據執行的何種公司行為而有很大不同。例如，合併很可能導致一家公司的股票損失和另一家公司的股票收益。
如果我們思考這在 Java 應用中是什麼樣子，可以假設看到類似如下所示的（大大簡化的）例子：
public class CorporateActionEventProcessor {
public void onCorporateActionEvent(CorporateActionEvent event) {
// do we have any stock for this security?
// if so calculate our entitlements
}
}
關於事件的通知可能透過多種機制從外部方接收，然後傳送到這個 CorporateActionEventProcessor 類。這個 CorporateActionEvent 介面可能透過多個具體類實現：
public class DividendCorporateActionEvent implements CorporateActionEvent {
private PayoutType payoutType;
private BigDecimal ratioPerShare;
// ...
}
public class MergerCorporateActionEvent implements CorporateActionEvent {
private String currentIsin; // security we currently hold
private String newIsin; // security we get
private BigDecimal conversionRatio;
}
計算權益的過程可以透過這樣一個介面封裝：
public interface EntitlementCalculator {
void calculateEntitlement(CorporateActionEvent event);
}
伴隨這個介面，很可能看到一些像這樣的實現：
public class DividendEntitlementCalculator implements EntitlementCalculator {
public void calculateEntitlement(CorporateActionEvent event) {
if(event instanceof DividendCorporateActionEvent) {
DividendCorporateActionEvent dividendEvent = (DividendCorporateActionEvent)event;
// do some processing now
}
}
}
那麼我們的 CorporateActionEventProcessor 可能看起來像這樣：
public class CorporateActionEventProcessor {
private Map<Class, EntitlementCalculator> entitlementCalculators = new HashMap<Class, EntitlementCalculator>();
public CorporateActionEventProcessor() {
this.entitlementCalculators.put(DividendCorporateActionEvent.class, new DividendEntitlementCalculator());
}
public void onCorporateActionEvent(CorporateActionEvent event) {
// do we have any stock for this security?
// if so calculate our entitlements
EntitlementCalculator entitlementCalculator = this.entitlementCalculators.get(event.getClass());
}
}
這裡可以看到我們維護了一個從 CorporateActionEvent 型別到 EntitlementCalculator 實現的 Map，我們使用它來定位每個 CorporateActionEvent 對應的正確 EntitlementCalculator。
回顧這個例子，第一個顯著的問題是 EntitlementCalculator.calculateEntitlement 被型別化為只接收 CorporateActionEvent，導致在每個實現內部需要進行型別檢查和型別轉換。使用泛型可以輕鬆解決這個問題：
public interface EntitlementCalculator<E extends CorporateActionEvent> {
void calculateEntitlement(E event);
}
public class DividendEntitlementCalculator implements EntitlementCalculator<DividendCorporateActionEvent> {
public void calculateEntitlement(DividendCorporateActionEvent event) {
}
}
如您所見，我們引入了一個型別引數 E，它被繫結為繼承自 CorporateActionEvent。然後我們定義 DividendEntitlementCalculator 實現了 EntitlementCalculator<DividendCorporateActionEvent>，這導致在 DividendEntitlementCalculator 中 E 被適當地替換為 DividendCorporateActionEvent，從而消除了型別檢查和型別轉換的需要。
這個 CorporateActionEventProcessor 類繼續按原樣工作，然而現在存在一些重複，也存在出錯的可能性。在註冊特定的 EntitlementCalculator 時，我們仍然需要指定它處理的型別，儘管這已經在類定義中指定了。鑑於此，可能會註冊一個 EntitlementCalculator 來處理它不可能處理的型別：
public CorporateActionEventProcessor() {
this.entitlementCalculators.put(MergerCorporateActionEvent.class, new DividendEntitlementCalculator());
}
幸運的是，透過從泛型介面宣告中提取引數型別並將其用作鍵型別，可以很容易地解決這個問題：
public void registerEntitlementCalculator(EntitlementCalculator calculator) {
this.entitlementCalculators.put(extractTypeParameter(calculator.getClass()), calculator);
}
我們首先新增一個 registerEntitlementCalculator 方法，它委託給 extractTypeParameter 來查詢 EntitlementCalculator 類的型別引數。
private Class extractTypeParameter(Class<? extends EntitlementCalculator> calculatorType) {
Type[] genericInterfaces = calculatorType.getGenericInterfaces();
// find the generic interface declaration for EntitlementCalculator<E>
ParameterizedType genericInterface = null;
for (Type t : genericInterfaces) {
if (t instanceof ParameterizedType) {
ParameterizedType pt = (ParameterizedType)t;
if (EntitlementCalculator.class.equals(pt.getRawType())) {
genericInterface = pt;
break;
}
}
}
if(genericInterface == null) {
throw new IllegalArgumentException("Type '" + calculatorType
+ "' does not implement EntitlementCalculator<E>.");
}
return (Class)genericInterface.getActualTypeArguments()[0];
}
這裡我們首先透過呼叫 Class.getGenericInterfaces() 來獲取表示 EntitlementCalculator 型別的泛型介面的 Type[]。這個方法與返回 Class[] 的 Class.getInterfaces() 有很大不同。呼叫 DividendEntitlementCalculator.class.getInterfaces() 返回一個表示 EntitlementCalculator 型別的 Class 例項。呼叫 DividendEntitlementCalculator.class.getGenericInterfaces() 返回一個表示使用 DividendCorporateActionEvent 作為型別引數的 EntitlementCalculator 型別的 ParameterizedType 例項。在同時具有泛型介面和非泛型介面的類上呼叫 getGenericInterfaces() 將返回一個包含 Class 和 ParameterizedType 例項的陣列。
接下來，我們遍歷 Type[] 並找到其“原始型別”是 EntitlementCalculator 的 ParameterizedType 例項。從這裡，我們可以使用 getTypeArguments() 提取 E 的型別引數，並返回陣列的第一個例項——我們知道在這種情況它總是存在。
呼叫程式碼只需按需傳入 EntitlementCalculator 實現即可：
CorporateActionEventProcessor processor = createCorporateActionEventProcessor();
processor.registerEntitlementCalculator(new DividendEntitlementCalculator());
現在這是一個非常不錯的 API，並且可以使用 Spring 這樣的東西進一步擴充套件，您可以使用 ListableBeanFactory.getBeansOfType() 來定位所有配置的 EntitlementCalculator 實現，並自動將它們註冊到 CorporateActionEventProcessor。
下一步是什麼？
你們中有些人可能已經注意到的一個有趣情況是，完全可能寫出這樣的程式碼：
EntitlementCalculator calculator = new DividendEntitlementCalculator();
calculator.calculateEntitlement(new MergerCorporateActionEvent());
這段程式碼編譯時沒有問題，但我們知道 DividendEntitlementCalculator.calculateEntitlement 方法只接受一個 DividendCorporateActionEvent 物件。那麼為什麼它能編譯呢？而且，既然它能編譯，執行時會發生什麼？好吧，先回答第二個問題——Java 仍然透過在執行時丟擲 ClassCastException 來確保型別安全。關於為什麼它可以工作，以及為什麼這個例子確實能編譯的問題，我很快會寫另一篇文章...