解密Java增強的泛型

盡管Java 8是2014年年初才發布的，而Java 9要等到2016年年中，但是目前有一些計劃放到某個未來版本（希望是Java 10）中的特性已經合并了進來。

具體而言，有兩個比較大的特性已經開始原型設計了，它們是增強的泛型（Enhanced Generics）和值類型（Value Types）。有了增強的泛型，Java開發者可以編寫像List<int>這樣的代碼，省去了對基本類型進行裝箱的痛苦。新的泛型提案有些 地方比較模糊（或者說微妙），需要細心處理，具體見Brian Goetz在最近的 設計文章 中的解釋。

Java一直在關注向后兼容，在Oracle的管理下，這一點也得到再次確認。為此，Oracle在尋求一種與Java 5中引入的泛型類似的策略，漸進地遷移。

需要克服的基本設計問題是，Java的類型系統沒有一個統一的根。Java中沒有這樣的類型，既是Object的子類，又是int的子類。從 JVM字節碼的結構也可以看出，很明顯從方法返回一個int和返回一個對象用的是不同的操作碼（opcode）——ireturn和areturn是不一 樣的。

目前的原型使用了一種叫做“any”類型變量的方式，用以指示既可以是引用類型，又可以是基本類型的類型變量（還包括新提議的值類型）。目前寫作Container<any T>，但是在該特性真正交付之前，語法還會改變。

目前的想法是，List<Integer>和List<String>在運行時將繼續使用List.class表示 （因此對于引用類型，將繼續存在類型擦除），List<int>則會用與之不同的運行時類型表示（可能會用不同的class文件）。這種方式 被稱作基本類型的“泛型特化”。此舉還可以給另一個設計問題帶來幫助，那就是升級現有的集合類，使用增強的泛型。支持開發者使用 List<int>是一個主要的設計目標，從現有的泛型類型，到未來版本中支持任何類型變量的泛型類型，應該可以遷移過去。

關于增強的泛型如何適應類型系統，還有些令人感覺奇怪的地方。比如，List<int>不是List類型的子類型（如果是的話，這 就意味著List<int>可以存儲Object的實例）。然而， List<?>是List的子類型，所以這意味著List<int>不是List<?>的子類型，通配符就無法應用 于增強的泛型。

目前的原型離真正產品化還差得遠，還有很多設計和實現工作要做。特化的實現正在積極進行。自動生成特化代碼更為可取（減少手工編寫樣板代碼），但這可能需 要在字節碼和類加載子系統中提供額外的支持。還有一個非常有趣的可能性，就是在虛擬機層面引入一個元編程設施（不是Java語言層面的直接支持）。用 invokedynamic 類比，這種方式可以稱為“classdynamic”，可以參見 這里 的描述。

增強的泛型和值類型的開發都是通過 Project Valhalla 管理的，更多細節可以參見該項目。

查看英文原文： Under The Hood With A Prototype of Enhanced Generics for Java