在 Java 中强制转换由通用实例类型的 getClass() 返回的类是否总是安全的？

Question

我不知道如何简明扼要地表达这个问题的标题。我发现了一些相关的问题，例如this one，但似乎没有一个明确回答我的问题。

但基本上我要问的是：

考虑下面的代码

static <A, B> Class<? extends A> getLeftClass(Pair<A, B> tuple) {
   A left = tuple.getLeft();
   return left.getClass();
}

按原样，此代码无法编译。编译失败并出现错误 Type mismatch: cannot convert from Class<capture#20-of ? extends Object> to Class<? extends A>

我认为这本质上是因为getClass 返回一个类型Class<? extends Object>，但编译器期待Class<? extends A>。

一种解决方案是按如下方式转换类：

static <A, B> Class<? extends A> getLeftClass(Pair<A, B> tuple) {
   A left = tuple.getLeft();
   return (Class<? extends A>) left.getClass();
}

这样编译。但是，由于未经检查的强制转换而出现警告。

我的问题是，警告是否合理？有正当理由不这样做吗？或者这只是编译器无法验证它是否正确的情况，但只要tuple.getLeft() 确实是A 的实例，它就会一直工作？

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顺便说一下，Pair 类是 this one，来自 Apache 公共库

Answer 1

警告是有道理的，因为它反过来允许其他不会引起警告的不安全操作。 Class 的类型参数允许您执行动态运行时强制转换和实例化，这些操作的类型安全性取决于类型参数的有效性。

换句话说，您的方法允许以下操作：

Pair<List<String>,?> p = Pair.of(new ArrayList<>(), null);

List<Integer> listOfI = new ArrayList<>(Arrays.asList(1, 2, 3));
List<String> listOfS = getLeftClass(p).cast(listOfI);
listOfS.set(1, "foo");

这种情况称为堆污染，Java 的泛型类型系统保证在无警告源代码的情况下不会发生这种情况。您会收到警告并承担风险。

同样，我们可以这样做：

List<String> stringList = getLeftClass(p)
    .getConstructor(Collection.class).newInstance(listOfI);
assert stringList.get(0) instanceof String;// will fail

有类似的 3rd 方库，例如XML 或 JSON 的反序列化器，在提供 Class 对象作为参数来描述假定的返回类型（或结果的组件）时，对类型安全性有类似的假设。