同样的基本用法可能是这样的:
Context context = new Context();
Runnable runnable = ...
context.put( "key", runnable, Runnable.class );
// several computation cycles later...
Runnable value = context.get( "key", Runnable.class );
乍一看,这段代码可能会给你更类型安全的错觉,因为其在第6行避免了向下转型(down cast)。但是运行下面的代码将使我们重返现实,因为我们仍将在第10行赋值语句处跌入ClassCastException 的怀抱:
Context context = new Context();
Runnable runnable = ...
context.put( "key", runnable, Runnable.class );
// several computation cycles later...
Executor executor = ...
context.put( "key", executor, Executor.class );
// even more computation cycles later...
Runnable value = context.get( "key", Runnable.class ); // runtime problem
哪里出问题了呢?
首先,Context#get中的向下转型是无效的,因为类型擦除会使用静态转型的Object来代替无界参数(unbonded parameters)。此外更重要的是,这个实现根本就没有用到由Context#put 提供的类型信息。这充其量是多此一举的美容罢了。
类型安全的异构容器
虽然上面Context 的变种不起作用,但却指明了方向。接下来的问题是:怎样合理地参数化这个key? 为了回答这个问题,让我们先看看一个根据Bloch所描述的类型安全异构容器模式(typesafe heterogenous container pattern)的简装实现吧。
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)。
public class Context {
private final Map<Class<?>, Object> values = new HashMap<>();
public <T> void put( Class<T> key, T value ) {
values.put( key, value );
}
public <T> T get( Class<T> key ) {
return key.cast( values.get( key ) );
}
[...]
}
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:
Context context = new Context();
Runnable runnable ...
context.put( Runnable.class, runnable );
// several computation cycles later...
Executor executor = ...
context.put( Executor.class, executor );
// even more computation cycles later...
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。
有光明的地方就必然有阴影,有阴影的地方就必然有光明。不存在没有阴影的光明,也不存在没有光明的阴影。村上春树
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)。
public <T> void put( Class<T> key, T value ) {
values.put( key, key.cast( value ) );
}
第二个局限在于它不能用在不可具体化(non-reifiable )的类型中(见《Effective Java》第25项)。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。
但是,假如你需要存储两个具有相同值类型的条目该怎么办呢?如果仅为了存入类型安全的容器,可以考虑创建新的类型扩展,但这显然不是最好的设计。使用定制的Key也许是更好的方案。
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:
public class Key<T> {
final String identifier;
final Class<T> type;
public Key( String identifier, Class<T> type ) {
this.identifier = identifier;
this.type = type;
}
}