Java、静态方法绑定(bind)和泛型都包含一些方法重载

Question

正如标题所暗示的那样，我的问题有点奇怪和复杂。我知道我将要做的事情违反了“良好”编程实践的所有规则，但是嘿，如果我们不活一点，生活会怎样？

所以我所做的就是创建以下程序。 (请注意，这是真正尝试和理解泛型的大型实验的一部分，因此某些函数名称可能有点乱序)

import java.util.*;

public class GenericTestsClean 
{
    public static void test2()
    {
        BigCage<Animal> animalCage=new BigCage<Animal>();
        BigCage<Dog> dogCage=new BigCage<Dog>();
        dogCage.add(new Dog());
        animalCage.add(new Cat());
        animalCage.add(new Dog());
        animalCage.printList(dogCage);
        animalCage.printList(animalCage);
    }


    public static void main(String [] args)
    {
        //What will this print
        System.out.println("\nTest 2");
        test2();
    }

}

class BigCage<T> extends Cage<T>
{

    public static <U extends Dog> void printList(List<U> list)
    {
        System.out.println("*************"+list.getClass().toString());
        for(Object obj : list)
            System.out.println("BigCage: "+obj.getClass().toString());
    }

}
class Cage<T> extends ArrayList<T>
{
    public static void printList(List<?> list)
    {
        System.out.println("*************"+list.getClass().toString());
        for(Object obj : list)
            System.out.println("Cage: "+obj.getClass().toString());
    }
}

class Animal
{
}
class Dog extends Animal
{
}
class Cat extends Animal
{
}

现在让我感到困惑的是，它在 javac 1.6.0_26 下编译得很好，但是当我运行它时，我得到以下类转换异常:

Test 2
*************class BigCage
BigCage: class Dog
*************class BigCage
Exception in thread "main" java.lang.ClassCastException: Cat cannot be cast to Dog
        at BigCage.printList(GenericTestsClean.java:31)
        at GenericTestsClean.test2(GenericTestsClean.java:13)
        at GenericTestsClean.main(GenericTestsClean.java:21)

这里有几点需要注意:

1. 两个 printList NOT 重写，但如预期的那样相互重载(它们具有不同的类型，因为它们的参数的泛型类型不同)。这可以通过使用@Override 注释来验证
2. 更改 void printList(List<?>) class Cage 中的非静态方法会生成相应的编译时错误
3. 改变方法 void <U extends Dog> printList(List<U>)在 BigCage 类 到 void <U> printList(List<U>)生成适当的错误。
4. 在 ma​​in() 中通过 class BigCage 调用 printList()(即 BigCage.printList(...))生成相同的运行时错误
5. 在 ma​​in() 中通过 class Cage 调用 printList()(即 Cage.printList(...))按预期工作只调用Cage
中的 printList版本
6. 如果我复制 printList(List<?>) 的定义从 class Cage 到 class BigCage，这将隐藏 class Cage 中的定义，我得到相应的编译器错误

现在，如果我不得不在黑暗中了解这里发生了什么，我会说编译器搞砸了，因为它在多个阶段工作:类型检查和重载方法解析。在类型检查阶段，我们通过了违规行，因为 class BigCage 继承了 void printList(List<?>)来自 class Cage它将匹配我们扔给它的任何旧列表，所以确保我们有一个可行的方法。然而，一旦需要解决实际调用的方法，我们就会遇到类型删除问题，这会导致 BigCage.printList和 Cage.printList具有完全相同的签名。这意味着当编译器正在寻找 animalCage.printList(animalCage); 的匹配项时它会选择它匹配的第一个方法(如果我们假设它从 BigCage 的底部开始，并且将它的原因工作到 Object)它会找到 void <U extends Dog> printList(List<U>)首先而不是正确的匹配 void printList(List<?>)

现在是我真正的问题:我在这里离真相有多近？这是一个已知的错误？这是一个错误吗？我知道如何解决这个问题，这更像是一个学术问题。

**EDIT**

As few people have posted below, this code will work in Eclipse. My specific question deals with javac version 1.6.0_26. Also, I'm not sure if I completely agree with Eclipse in this case, even though it works, because adding a printList(List<?>) to BigCage will result in a compile time error in Eclipse and I can't see reason why it should work when the same method is inherited verses manually added (See Note 6 above).

Answer 1

考虑这个微不足道的问题:

class A
{
    static void foo(){ }
}
class B extends A
{
    static void foo(){ }
}
void test()
{
    A.foo();
    B.foo();
}

假设我们删除 foo方法来自 B , 我们只重新编译 B本身，当我们运行 test() 时会发生什么？它是否应该抛出链接错误，因为 B.foo()是没有找到？

根据 JLS3 #13.4.12，删除 B.foo不会破坏二进制兼容性，因为 A.foo仍然被定义。这意味着，当B.foo()被执行，A.foo()被调用。请记住，没有重新编译 test() ，所以这个转发必须由 JVM 处理。

相反，让我们删除 foo方法来自 B ，并重新编译所有。即使编译器静态地知道 B.foo()实际上意味着 A.foo() , 它仍然生成 B.foo()在字节码中。现在，JVM 将转发 B.foo()至 A.foo() .但如果将来B获得新的 foo方法，新方法将在运行时被调用，即使 test()不重新编译。

从这个意义上说，静态方法之间存在着压倒一切的关系。编译时看到 B.foo() , 它必须将其编译为 B.foo()在字节码中，无论是否 B有一个 foo()今天。

在您的示例中，当编译器看到 BigCage.printList(animalCage) , 它正确地推断它实际上是在调用 Cage.printList(List<?>) .所以它需要将调用编译成字节码为BigCage.printList(List<?>)。 - 目标类必须是 BigCage这里不是 Cage .

糟糕!字节码格式还没有升级来处理这样的方法签名。泛型信息作为辅助信息保存在字节码中，但是对于方法调用，还是老办法。

删除发生了。该调用实际上编译为 BigCage.printList(List) .太可惜了BigCage还有一个printList(List)删除后。在运行时，该方法被调用!

这个问题是由于 Java 规范和 JVM 规范不匹配造成的。

Java 7 收紧了一点；意识到字节码和 JVM 无法处理这种情况，它不再编译你的代码:

error: name clash: printList(List) in BigCage and printList(List) in Cage have the same erasure, yet neither hides the other

另一个有趣的事实:如果这两个方法有不同的返回类型，您的程序将正确运行。这是因为在字节码中，方法签名包括返回类型。所以 Dog printList(List) 之间没有混淆和 Object printList(List) .另见 Type Erasure and Overloading in Java: Why does this work?这个技巧只在 Java 6 中允许。Java 7 禁止它，可能是出于技术原因以外的原因。