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如何优雅实现 Java 泛型类的类型参数化

首发于公众号【KAMI说】(kami-said)，原文：《如何优雅实现 Java 泛型类的类型参数化》

反射机制是Java的一个非常实用的特性. 基于反射, 我们可以实现下面的接口

<T> T foo(..., Class<T> tClass);

将类型作为参数传入方法中, 方法可以根据具体的类实现不同的逻辑, 返回不同数据类型的结果. 这十分有利于减少代码的冗余度和耦合度, 在复杂多样的业务场景中非常有用.

然而, 当反射遇到泛型, 问题就变的棘手起来. 我们常常会遇到这么一个情景: 类型参数是继承了某个泛型类的子类的参数, 我们需要根据泛型基类和子类参数, 构造出子类类型. 与 List<String>, Map<Integer, String> 等子类不一样, 这里的子类类型参数是动态指定的.

<T> T foo(..., Class<T> tClass) {
  // Generic 为泛型类
  Generic<T> obj = ...
    ...
}

举个例子, 在开发中, 我们经常需要接入一些外部系统的Restful API. 通常, 除了业务数据部分外, 这些API的请求构建, 响应处理的逻辑都是一样的. 自然而然, 我们会想把接口的请求逻辑封装为一个方法来实现复用. 然而, 在处理响应的过程中, 我们需要对接口的返回结果进行反序列化. 假设外部接口返回的数据结构如下

@Data
public class ResponseDTO<T> {
  private String code;
  private String message;
  private T data;
}

T 为业务数据类型, 不同的接口业务数据结构会不一样. 我们需要根据 ResponseDTO 和 T, 反射出类型 ResponseDTO<T> . 如果实现不了泛型类的参数化, 对于每一个业务接口的数据类型 T, 我们都要显式继承 ResponseDTO 得到静态的子类类型, 未免特别冗余和不优雅.

幸好, 至 Java 1.7 开始, java.lang.reflect 提供了Interface ParameterizedType. 通过实现这个接口, 我们可以实现泛型类的类型的参数化, 代码如下:

public class ParameterizedTypeImpl implements ParameterizedType {

    private final Class raw;
    private final Type[] args;
    private final Type owner;

    public ParameterizedTypeImpl(Class raw, Type[] args, Type owner) {
      this.raw = raw;
      this.args = args != null ? args : new Type[0];
      this.owner = owner;
    }
    @Override
    public Type[] getActualTypeArguments() {
      return args;
    }
    @Override
    public Type getRawType() {
      return raw;
    }
    @Override
    public Type getOwnerType() {
      return owner;
    }
  }

利用这个类, 我们就可以实现参数化类型, 封装出某外部系统通用的HTTP调用方法:

GET请求

  private <T> T myHttpGet(HttpGet httpGet, Type dataType) {
    HttpClient httpClient = HttpClients.createDefault();
    try {
      HttpResponse response = httpClient.execute(httpGet);
      if (response.getStatusLine().getStatusCode()== HttpStatus.SC_OK) {
        String result = EntityUtils.toString(response.getEntity());

        Type parameterizedTypeClass = // 构造响应类型 ResponseDTO<T>
          new ParameterizedTypeImpl(ResponseDTO.class, new Type[]{dataType}, ResponseDTO.class);

        ResponseDTO<T> responseBody = gson.fromJson(result, parameterizedTypeClass); //使用GSON反序列化响应

        if (responseBody.getCode() != 0) {
          throw new MyException(
            String.format("[MY.HttpGet]请求失败, url=%s, details=%s",
              httpGet.getURI(), gson.toJson(responseBody.getMessage())),
            MyErrorCode.ES_REQUEST_FAIL);
        }

        return responseBody.getContent();

      }
      throw new MyException("[MY.HttpGet]" + response.getStatusLine().toString(), MyErrorCode.ES_REQUEST_FAIL);
    } catch (Exception ex) {
      throw new MyException("[MY.HttpGet]" + ex.getMessage(), MyErrorCode.ES_REQUEST_FAIL);
    }
  }

POST请求

  private <T> T myHttpPost(HttpPost httpPost, Type dataType) {
    HttpClient httpClient = HttpClients.createDefault();
    try {
      HttpResponse response = httpClient.execute(httpPost);
      if (response.getStatusLine().getStatusCode()== HttpStatus.SC_OK){
        String result= EntityUtils.toString(response.getEntity());

        Type responseTypeClass = // 构造响应类型  ResponseDTO<T>
          new ParameterizedTypeImp(ResponseDTO.class, new Type[]{dataType}, ResponseDTO.class);

        ResponseDTO<T> responseBody = gson.fromJson(result, responseTypeClass); // 使用GSON反序列化响应

        if(responseBody.getCode()!=0) {
          throw new MyException(
            String.format("[MY.HttpPost]请求失败, url=%s, details=%s",
              httpPost.getURI(), gson.toJson(responseBody.getMessage())),
            MyErrorCode.ES_REQUEST_FAIL);
        }
        return responseBody.getContent();
      }
      throw new MyException("[MY.HttpPost]" + response.getStatusLine().toString(), MyErrorCode.ES_REQUEST_FAIL);
    } catch (Exception ex) {
      ex.printStackTrace();
      throw new MyException("[MY.HttpPost]" + ex.getMessage(), MyErrorCode.ES_REQUEST_FAIL);
    }
  }

在调用时, 我们构造好请求对象和业务部分数据结构, 就可以得到对应的返回.

HttpPost httpPost = new HttpPost(host + "/api/dataA");
httpPost.addHeader("Content-Type", "application/json; charset=utf-8");
//...
StringEntity se = new StringEntity(gson.toJson(reqBody), "utf-8");
httpPost.setEntity(se);
try {
  DataA resbody = myHttpPost(httpPost, DataA.class);
} catch (Exception ex) {
  throw new MyException(
  "调用接口失败, " + ex.getMessage(),ErrorCode.ES_REQUEST_FAIL);
}

甚至, 泛型类的子类也可以参数化传入:

List<DataB> resbodyB = myHttpPost(httpPost, new TypeToken<List<DataB>>(){}.getType()); // 这里用到Gson的TypeToken

子类的参数类型也可以参数化, 使用 ParameterizedTypeImp构造其类型即可:

Type typeDataCP = new ParameterizedTypeImp(DataC.class, new Type[]{tClass}, DataC.class); // Class<P> tClass
DataC<P> resbodyC = myHttpPost(httpPost, typeDataCP);