Java - 泛型 - 类“Class<?>”的显式转换和转换方法

Question

为什么在Class<?> 类上使用cast 方法会在编译时产生未经检查的警告？

如果您查看 cast 方法，您会发现以下代码：

public T cast(Object obj) 
{
    if (obj != null && !isInstance(obj))
        throw new ClassCastException(cannotCastMsg(obj));
    return (T) obj; // you can see there is a generic cast performed here
}

如果我进行泛型转换，编译器会抱怨说有unchecked warning。

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其他背景信息

您可以在 Book Effective Java 2 版第 166 页（pdf 的）中找到我如何解决这个问题的示例。

作者写了这段代码

public <T> T getFavorite(Class<T> type) 
{
    return type.cast(favorites.get(type));
}

对

public <T> T getFavorite(Class<T> type) 
{
    return (T) (favorites.get(type));
}

我只是不明白为什么编译器会抱怨未经检查的警告。最后，这两段代码都进行了显式转换 (T) object，不是吗？

Answer 1

如果没有@SuppressWarnings("unchecked") 注释，java.lang.Class 的源代码会在编译期间产生警告。不会产生警告，因为 JDK 类位于已编译的库中。我确信自己编译 JDK 会产生一些警告。

@Bohemian 的评论说这是一个“官方的组合”基本上是正确的，并且有很多这样的代码示例。 （另一个例子是java.lang.Enum#getDeclaringClass。）它使用起来很安全，因为它所写的逻辑是正确的并且存在，所以你不必自己写这种丑陋的东西。

我的建议是不要过多考虑这个实现：重要的是 java.lang.Class#cast 符合检查强制转换的语义。

Answer 2

为了强制执行内存安全，Java 确保引用类型的变量实际上包含对该类型（或其子类型）对象的引用。强制转换指令可能会违反这个不变量，即我们可以这样写：

Object o = new Integer(42);
String s = (String) o;  // compiles, but throws ClassCastException at runtime

为了防止这种情况，强制转换指令将检查所引用对象的类型，如果不是，则抛出 ClassCastException。

在将泛型引入 Java 语言之前，上述内容适用于所有类型转换。但是，使用类型擦除实现的泛型，运行时不知道类型参数代表哪个类，因此如果涉及类型参数，则无法执行此检查。

这就是为什么规范区分检查强制转换（只有在类型正确时才会在运行时成功）和未检查强制转换（即使类型不正确也可能成功，导致堆污染，并且可能是类型稍后出错）。例如：

class C<T> {
    final T field;

    C(Object o) {
        this.field = (T) o; // unchecked. Will never throw a ClassCastException.
    }
}

boolean test() {
    C<String> c = new C<String>(42);
    return c.field.startsWith("hello"); // throws ClassCastException, even though there is no cast in the source code at this line!
}

也就是说，未经检查的强制转换可能是不安全的，应该避免。

在这个背景下，很容易看到反射强制转换（Class.cast() 方法）被检查了，因为它们实际上在方法本身中实现了检查：

public T cast(Object obj) 
{
    if (obj != null && !isInstance(obj))
        throw new ClassCastException(cannotCastMsg(obj));
    return (T) obj;
}

当投射涉及类型参数时，这种安全网就是为什么反射投射比普通投射更受欢迎的原因。