首页 > 代码库 > Java 类型安全的异构容器

Java 类型安全的异构容器

转载自:http://blog.csdn.net/sh_c1991/article/details/45965743

 

我们的想法是用key自身的class 类型作为key。因为Class 是参数化的类型,它可以确保我们使Context方法是类型安全的,而无需诉诸于一个未经检查的强制转换为T。这种形式的一个Class 对象称之为类型令牌(type token)。

 

[java] view plain copy
 
  1. public class Context {  
  2.    
  3.   private final Map<Class<?>, Object> values = new HashMap<>();  
  4.    
  5.   public <T> void put( Class<T> key, T value ) {  
  6.     values.put( key, value );  
  7.   }  
  8.    
  9.   public <T> T get( Class<T> key ) {  
  10.     return key.cast( values.get( key ) );  
  11.   }  
  12.    
  13.   [...]  
  14. }  


请注意在Context#get 的实现中是如何用一个有效的动态变量替换向下转型的。客户端可以这样使用这个context:

 

 

[java] view plain copy
 
  1. Context context = new Context();  
  2. Runnable runnable ...  
  3. context.put( Runnable.class, runnable );  
  4.    
  5. // several computation cycles later...      
  6. Executor executor = ...  
  7. context.put( Executor.class, executor );  
  8.    
  9. // even more computation cycles later...  
  10. Runnable value = context.get( Runnable.class );  
这次客户端的代码将可以正常工作,不再有类转换的问题,因为不可能通过一个不同的值类型来交换某个键值对。

Bloch指出这种模式有两个局限性。“首先,恶意的客户端可以通过以原生态形式(raw form)使用class对象轻松地破坏类型安全。”为了确保在运行时类型安全可以在Context#put中使用动态转换(dynamic cast)。

 

 

[java] view plain copy
 
  1. public <T> void put( Class<T> key, T value ) {  
  2.   values.put( key, key.cast( value ) );  
  3. }  


第二个局限在于它不能用在不可具体化(non-reifiable )的类型中

 

换句话说,你可以保存Runnable 或Runnable[],但是不能保存List<Runnable>

这是因为List<Runnable>没有特定class对象,所有的参数化类型指的是相同的List.class 对象。因此,Bloch指出对于这种局限性没有满意的解决方案。

多条同类型容器条目

为了能够存储多条同类型容器条目,我们可以用自定义key改变Context 类。这种key必须提供我们类型安全所需的类型信息,以及区分不同的值对象(value objects)的标识。一个以String 实例为标识的、幼稚的key实现可能是这样的:

 

[java] view plain copy
 
  1. public class Key<T> {  
  2.    
  3.   final String identifier;  
  4.   final Class<T> type;  
  5.    
  6.   public Key( String identifier, Class<T> type ) {  
  7.     this.identifier = identifier;  
  8.     this.type = type;  
  9.   }  
  10. }  

我们再次使用参数化的Class作为类型信息的钩子,调整后的Context将使用参数化的Key而不是Class

 

 

[java] view plain copy
 
  1. public class Context {  
  2.    
  3.   private final Map<Key<?>, Object> values = new HashMap<>();  
  4.    
  5.   public <T> void put( Key<T> key, T value ) {  
  6.     values.put( key, value );  
  7.   }  
  8.    
  9.   public <T> T get( Key<T> key ) {  
  10.     return key.type.cast( values.get( key ) );  
  11.   }  
  12.    
  13.   [...]  
  14. }  


客户端将这样使用这个版本的Context

 

 

[java] view plain copy
 
  1. Context context = new Context();  
  2.    
  3. Runnable runnable1 = ...  
  4. Key<Runnable> key1 = new Key<>( "id1", Runnable.class );  
  5. context.put( key1, runnable1 );  
  6.    
  7. Runnable runnable2 = ...  
  8. Key<Runnable> key2 = new Key<>( "id2", Runnable.class );  
  9. context.put( key2, runnable2 );  
  10.    
  11. // several computation cycles later...  
  12. Runnable actual = context.get( key1 );  
  13.    
  14. assertThat( actual ).isSameAs( runnable1 );  

虽然这个代码片段可用,但仍有缺陷。在Context#get中,Key被用作查询参数。用相同的identifier和class初始化两个不同的Key的实例,一个用于put,另一个用于get,最后get操作将返回null 。这不是我们想要的……

[java] view plain copy
 
  1. Context context = new Context();  
  2.    
  3. Runnable runnable1 = ...  
  4. Key<Runnable> key1 = new Key<>( "same-id", Runnable.class );  
  5. Key<Runnable> key2 = new Key<>( "same-id", Runnable.class );  
  6. context.put( key1, runnable1 );//一个用于put  
  7.    
  8. context.get(key2); //另一个用于get --> return null;  


幸运的是,为Key设计合适的equals 和hashCode 可以轻松解决这个问题,进而使HashMap 查找按预期工作。最后,你可以为创建key提供一个工厂方法以简化其创建过程(与static import一起使用时有用):

[java] view plain copy
 
  1. public static  Key key( String identifier, Class type ) {  
  2.   return new Key( identifier, type );  
  3. }  



Java 类型安全的异构容器