新 JEP 将简化 Java 类型变异

新的JEP Candidate 旨在简化处理Java 中复杂的类型变异的概念。这个新的JEP Candidate 可能会在Java 10 中推出，提供了在定义的泛型类型中指定目标对象默认变异的方法，而不是在泛型类型实例化时通过通配符指定。这个新方案并不会代替通配符，而是减少对通配符的需求。

类型变异这个概念对于很多开发人员来说仍然比较模糊，在Java 中通过不太普及的通配符来解决这个问题并没有很大帮助。因此，为了帮助我们的读者能够理解这款JEP 的潜在影响力，在本文中我们将首先解释什么是类型变异，目前Java 中是怎么解决它的，之后将介绍这个新方案能实现什么。

变异、协变和逆变

以下的代码属于传统的在线购物应用程序：

 public class Product {
/* ... */
}
 
public class FrozenProduct extends Product {
   /* ... */
}
 

如果有个方法 scan(Product product)，我们调用它传递 FrozenProduct 对象，调用工作没有问题，这是众所周知的多态性的一般规则。但是当参数中包含泛型时，就不能使用相同的逻辑，以下的代码将无法编译：

private void addAllProducts(List<Product> products) {
/* Check product stock */
shoppingCart.addAll(products);
}
 
private void freezerSection() {
   List<FrozenProduct> frozenProducts = /* select frozen products */;
   addAllProducts(frozenProducts); // ERROR: List<Product> expected
                                   //        List<FrozenProduct> found
}
 

当在 Java 中使用泛型时，并没有关于目标类型和其子类型或超类型之间兼容性的假设。换句话说，当使用泛型时，我们默认目标类型是不变的，它只接受明确的类型。

然而，在上面的例子中，我们可以看到 addAllProducts 方法可以处理 List of Product 或是其子类型。当泛型参数可以接受其目标类型或是它的任何子类型，我们就说这个类型是协变的，在 Java 中可以用 extends 表示：

private void addAllProducts(List<? extends Product> products) {
/* Check product stock */
shoppingCart.addAll(products);
}
 
private void freezerSection() {
   List<FrozenProduct> frozenProducts =  /* select frozen products */;
   addAllProducts(frozenProducts); // works with no problem
}
 

在这些例子中，接受的目标类型的变异是子类型。在一些其他例子中，目标类型的变异不是子类型，而是超类型。考虑以下的情况：

private boolean askQuestion(Predicate<String> p) {
return p.test("hello");
}
 
private void applyPredicate() {
   Predicate<Object> evenLength = o -> o.toString().length() % 2 == 0;
   askQuestion(evenLength); // ERROR: Predicate<String> expected
                            //        Predicate<Object> found
}
 

在这种情况下，我们可以看到使用 string “hello”到 lambda o -> o.toString().length() % 2 == 0 中不会发生问题，然而，编译器不允许我们这么做。askQuestion 可以处理 Predicate of String 或其任意超类型：我们就说这种情况下的目标类型是逆变的，在 Java 中可以用 super 表示：

private boolean askQuestion(Predicate<? super String> p) {
return p.test("hello");
}
 
private void applyPredicate() {
   Predicate<Object> evenLength = o -> o.toString().length() % 2 == 0;
   askQuestion(evenLength); // works with no problem
}
 

通配符是创建类型变异的一种非常灵活的方法，因为它允许你在不同地方对同种类型定义不同的变异。比如说，在上面的例子里我们定义 addAllProducts 是协变的参数，但在其他地方根据我们的需求，可以定义它为逆变或是不变的。然而缺点是必须在每个地方根据需要明确指定变异，这样会造成很多的冗余和混乱。所以新的方案应运而生。

在声明时指定默认变异

通配符的最主要的问题是它们比开发人员通常需要的还要灵活。在Predicate<String>的例子中，我们理论上可以创建一个方法Predicate<? extends String>，然而，可以用到的用例有限（可能根本没有）。在大量情况下，只有一个类型变异有意义，为了反映出这一点， JEP 300 提供了在声明泛型类型时指定默认变异的方法，而不是在实例化时指定默认变异。比如说，用了这种方案，可以使用逆变的关键字Predicate<contravariant T>来重写接口Predicate<T>，这就代表着任何时候开发人员写Predicate<String>都会被隐含地理解为Predicate<? super String>。

这个新功能的语法尚未决定，但是已经有了一些备选项：使用新的显式关键字，如Function<contravariant T, covariant R>，或遵循其他语言的先例，如 Scala 中的符号(Function<-T, +R>)，或是 C#中的较短关键字(Function<in T, out R>)。在解决语法问题之前，还需要解决一些重要的技术问题，即默认变异和通配符之间的交互，默认变异对现有代码产生的影响，以及变异类型兼容性检查的实际机制。

最后值得提出的一点是，JEP 300 仅会处理新的默认变异，但不会修改 Java 库中可用的任何类和接口。如果之后 JEP 300 再发展可能会考虑处理这种情况，但也只是在其他版本的 JEP 中执行。

查看英文原文： New JEP Would Simplify Java Type Variance