如何实现通用接口的方法?

How to implements a method of a generic interface?

我有这个界面:

public interface ParsableDTO<T> {
    public <T> T parse(ResultSet rs) throws SQLException;
}

在某种 dto classes 中实现,此方法在另一个 class:

public <T extends ParsableDTO<T>> List<T> getParsableDTOs(String table, 
                                                          Class<T> dto_class) {
    List<T> rtn_lst = new ArrayList<T>();
    ResultSet rs = doQueryWithReturn(StringQueryComposer
            .createLikeSelectQuery(table, null, null, null, true));

    try {
        while(rs.next()) {
            rtn_lst.add(T.parse(rs)); //WRONG, CAN'T ACCESS TO parse(...) OF ParsableDTO<T>
        }
        rs.close();
    } catch (SQLException e) {
        System.err.println("Can't parse DTO from " 
                + table + " at " + dateformat.format(new Date()));
        System.err.println("\nError on " + e.getClass().getName() 
                + ": " + e.getMessage());
        e.printStackTrace();
    }

    return rtn_lst;
}

如何访问可以解析特定T接口的方法parse(ResultSet rs)?是否有更好的工作方法 and/or 来做到这一点?

parse() 方法中删除 <T>。 它隐藏了接口声明的 T

就目前而言,parse()ParsableDTO 上的一个实例方法,因此您需要一个 T 类型的实例(例如 dto_class 的实例)来访问方法。例如:

T t = dto_class.newInstance();
rtn_lst.add(t.parse(rs));

我认为它作为实例方法也是正确的 - 如果 ParsableDTO 的子类是静态的,您将无法调用该方法的不同版本。


此外,顺便说一句,这看起来很奇怪:<T extends ParsableDTO<T>>

这表明 parse() 将返回扩展 ParsableDTO 的实例。如果这不是故意的,最好有两个通用类型:

public <T, P extends ParsableDTO<T>> List<T> getParsableDTOs(String table,
        Class<P> dto_class) {
    ...
    P p = dto_class.newInstance();
    rtn_lst.add(p.parse(rs));

并同意之前关于接口及其方法有两个 <T> 声明的评论。它编译正常,但提示 parse() 返回的类型可能与 ParsableDTO<T> 中声明的 T 不同。

您正试图在泛型上调用非静态方法,该泛型在编译时被删除。即使该方法是静态的,编译器也不允许这样做(因为在这种情况下 T 是 ParseableDTO,而不是具体实现)。

相反,假设你在 Java 8,我会这样做:

@FunctionalInterface
public interface RowMapper<T> {
    T mapRow(ResultSet rs) throws SQLException;
}

然后:

public <T> List<T> getParsableDTOs(String table, RowMapper<T> mapper) {
    try (ResultSet rs = doQueryWithReturn(StringQueryComposer
            .createLikeSelectQuery(table, null, null, null, true))) {
        List<T> rtn_lst = new ArrayList<T>();
        while(rs.next()) {
            rtn_lst.add(mapper.mapRow(rs));
        }
        return rtn_lst;
    } catch (SQLException e) {
        // ...
    }

    return rtn_lst;
}

接口RowMapper源自现有框架,例如JDBC Template

这个想法是为了分离关注点:DTO 不会被 JDBC 相关方法污染(例如:映射或解析,但我建议您避免使用 parse 名称,因为您不是在此处解析 SQL ResultSet),您甚至可以将映射保留在 DAO 中(lambda 使其更易于实现)。

用 JDBC 污染 DTO 可能会有问题,因为 client/caller 可能没有有效的 ResultSet 传递给 parse。更糟糕的是:在较新的 JDK (9++) 中,ResultSet 接口位于 java.sql 模块中,该模块可能不可用(如果考虑 Web 服务,客户端不需要 JDBC。

附带说明,从 Java 7 开始,您可以使用 try-with-resourceResultSet 自动关闭它更安全的方法:在您的实施中,如果没有错误,您只会关闭 ResultSet

如果你被 Java 6 困住了,你应该使用以下成语:

   ResultSet rs = null;
   try {
     rs = ...; // obtain rs
     // do whatever
   } finally {
     if (null != rs) {rs.close();}
   }

无法在泛型类型 T 上调用静态方法是 type erasure 的 side-effect。类型擦除意味着通用类型信息在编译后从 Java 字节码中移除或擦除。执行此过程是为了保持使用 Java 5(其中引入了泛型)之前的代码编写的向后兼容性。最初,我们在 Java 5 及更高版本中使用的许多泛型类型都是简单的 classes。例如,List 只是一个普通的 class,它包含 Object 个实例并且需要显式转换以确保 type-safety:

List myList = new List();
myList.add(new Foo());
Foo foo = (Foo) myList.get(0);

在 Java 5 中引入泛型后,其中许多 classes 升级为泛型 classes。例如,List 现在变成了 List<T>,其中 T 是列表中元素的类型。这允许编译器执行静态 (compile-time) 类型检查并消除了执行显式转换的需要。例如,上面的代码片段使用泛型简化为以下内容:

List<Foo> myList = new List<Foo>();
myList.add(new Foo());
Foo foo = myList.get(0);

这种通用方法有两个主要好处:(1) 消除了繁琐和不守规矩的强制转换,(2) 编译器可以确保 compile-time 我们不会混合类型或执行不安全的操作。例如,以下将是非法的并且会在编译期间导致错误:

List<Foo> myList = new List<Foo>();
myList.add(new Bar());  // Illegal: cannot use Bar where Foo is expected

虽然泛型在类型安全方面有很大帮助,但将它们包含在 Java 中有破坏现有代码的风险。例如,在没有任何泛型类型信息的情况下创建 List 对象应该仍然有效(这称为将其用作原始类型)。因此,编译后的通用 Java 代码必须仍然等同于 non-generic 代码。换句话说,泛型的引入不应影响编译器生成的字节码,因为这会破坏现有的 non-generic 代码。

因此,决定只在编译时和编译前处理泛型。这意味着编译器使用泛型类型信息来确保类型安全,但是一旦 Java 源代码被编译,这个泛型类型信息就会被删除。如果我们查看您问题中方法生成的字节码,就可以验证这一点。例如,假设我们将该方法放在一个名为 Parser 的 class 中,并将该方法简化为以下内容:

public class Parser {

    public <T extends ParsableDTO<T>> List<T> getParsableDTOs(String table, Class<T> clazz) {
        T dto = null;
        List<T> list = new ArrayList<>();
        list.add(dto);
        return list;
    }
}

如果我们编译此 class 并使用 javap -c Parser.class 检查其字节码,我们将看到以下内容:

Compiled from "Parser.java"
public class var.Parser {
  public var.Parser();
    Code:
       0: aload_0
       1: invokespecial #8                  // Method java/lang/Object."<init>":()V
       4: return

  public <T extends var.ParsableDTO<T>> java.util.List<T> getParsableDTOs(java.lang.String, java.lang.Class<T>);
    Code:
       0: aconst_null
       1: astore_3
       2: new           #18                 // class java/util/ArrayList
       5: dup
       6: invokespecial #20                 // Method java/util/ArrayList."<init>":()V
       9: astore        4
      11: aload         4
      13: aload_3
      14: invokeinterface #21,  2           // InterfaceMethod java/util/List.add:(Ljava/lang/Object;)Z
      19: pop
      20: aload         4
      22: areturn
}

14: invokeinterface #21, 2 表示我们使用 Object 参数在 List 上调用了 add,即使我们源代码中参数的实际类型是 T。由于泛型不能影响编译器生成的字节码,编译器将泛型类型替换为 Object(这使得泛型类型为 T non-reifiable),然后,如果需要,执行转换回对象的预期类型。例如,如果我们编译如下:

public class Parser {

    public void doSomething() {
        List<Foo> foos = new ArrayList<>();
        foos.add(new Foo());
        Foo myFoo = foos.get(0);
    }
}

我们得到以下字节码:

public class var.Parser {
  public var.Parser();
    Code:
       0: aload_0
       1: invokespecial #8                  // Method java/lang/Object."<init>":()V
       4: return

  public void doSomething();
    Code:
       0: new           #15                 // class java/util/ArrayList
       3: dup
       4: invokespecial #17                 // Method java/util/ArrayList."<init>":()V
       7: astore_1
       8: aload_1
       9: new           #18                 // class var/Foo
      12: dup
      13: invokespecial #20                 // Method Foo."<init>":()V
      16: invokeinterface #21,  2           // InterfaceMethod java/util/List.add:(Ljava/lang/Object;)Z
      21: pop
      22: aload_1
      23: iconst_0
      24: invokeinterface #27,  2           // InterfaceMethod java/util/List.get:(I)Ljava/lang/Object;
      29: checkcast     #18                 // class Foo
      32: astore_2
      33: return
}

29: checkcast #18 显示编译器添加了一条指令来检查我们从 List(使用 get(0))收到的 Object 是否可以转换为Foo。换句话说,我们从 List 收到的 Object 实际上是运行时的 Foo

那么这个因素如何影响您的问题?在 Java 中进行诸如 T.parse(rs) 的调用是无效的,因为编译器无法在运行时知道 class 调用静态方法 parse 的内容,因为泛型类型信息在运行时丢失。这也限制了我们创建 T(即 new T();)类型的对象。

这个难题很常见,实际上可以在 Java 库中找到。例如,每个 Collection 对象都有两个方法可以将 Collection 转换为数组:Object[] toArray()<T> T[] toArray(T[] a)。后者允许客户端提供预期类型的​​数组。这在运行时为 Collection 提供了足够的类型信息来创建和 return 预期(相同)类型的数组 T。例如,如果我们查看 AbstractCollection

的 JDK 9 源代码
public <T> T[] toArray(T[] a) {
    // ...
    T[] r = a.length >= size ? a :
              (T[])java.lang.reflect.Array
              .newInstance(a.getClass().getComponentType(), size);
    // ...
}

我们看到该方法能够使用反射创建类型为 T 的新数组,但这需要使用对象 a。本质上,提供 a 以便该方法可以在运行时确定 T 的实际类型(询问对象 a,"What type are you?")。如果我们不能提供 T[] 参数,则必须使用 Object[] toArray() 方法,它只能创建一个 Object[] (同样来自 AbstractCollection 源代码):

public Object[] toArray() {
    Object[] r = new Object[size()];
    // ...
}

toArray(T[]) 使用的解决方案对于您的情况来说是一个合理的解决方案,但有一些非常重要的差异使其成为一个糟糕的解决方案。在 toArray(T[]) 情况下使用反射是可以接受的,因为创建数组是 Java 中的标准化过程(因为数组不是 user-defined classes,而是标准化的 classes,很像 String)。因此,构建过程(例如提供哪些参数)是已知的 先验 和标准化。在调用类型的静态方法的情况下,我们不知道事实上,静态方法将存在于提供的类型中(即没有实现接口的等价物来确保静态方法存在方法)。

相反,最常见的约定是提供一个函数,该函数可用于将请求的参数(在本例中为 ResultSet)映射到 T 对象。例如,您的 getParsableDTOs 方法的签名将变为:

public <T extends ParsableDTO<T>> List<T> getParsableDTOs(String table, Function<ResultSet, T> mapper) {
    /* ... */
}

mapper参数只是一个Function<ResultSet, T>,这意味着它消耗了一个ResultSet并产生了一个T。这是最通用的方式,因为任何接受 ResultSet 对象并产生 T 对象的 Function 都可以使用。我们也可以为此创建一个特定的接口:

@FunctionalInterface
public interface RowMapper<T> {
    public T mapRow(ResultSet rs);
}

并将方法签名更改为以下内容:

public <T extends ParsableDTO<T>> List<T> getParsableDTOs(String table, RowMapper<T> mapper) {
    /* ... */
}

因此,获取您的代码并将非法调用(对 T 的静态调用)替换为映射器函数,我们最终得到:

public <T extends ParsableDTO<T>> List<T> getParsableDTOs(String table, RowMapper<T> mapper) {
    List<T> rtn_lst = new ArrayList<T>();
    ResultSet rs = doQueryWithReturn(StringQueryComposer
            .createLikeSelectQuery(table, null, null, null, true));

    try {
        while(rs.next()) {
            rtn_lst.add(mapper.mapRow(rs)); // <--- Map value using our mapper function
        }
        rs.close();
    } catch (SQLException e) {
        System.err.println("Can't parse DTO from " 
                + table + " at " + dateformat.format(new Date()));
        System.err.println("\nError on " + e.getClass().getName() 
                + ": " + e.getMessage());
        e.printStackTrace();
    }

    return rtn_lst;
}

此外,因为我们使用 @FunctionalInterface 作为 getParsableDTOs 的参数,我们可以使用 lambda 函数将 ResultSet 映射到 T,如:

Parser parser = new Parser();
parser.getParsableDTOs("FOO_TABLE", rs -> { return new Foo(); });

您只需更改 getParsableDTOs 的方法签名以使用 ParsableDTO<T> 而不是 Class<T>。在你的 while 循环中做

rtn_lst.add(dto_class.parse(rs));