public static <T> Class<T> typeOf(T obj) {    return (Class<T>)obj.getClass();}

/** * 定义一个泛型类，其中 * * Type Parameter是T extends Number * Type Variable是T * Type Argument是Foo<Integer>里的Integer */class Foo<T extends Number> {}

ParameterizedType可能是一个比较陌生的概念。但是经常用反射（Core Reflection ）API的开发者可能比较熟悉，Type类型的一个派生类就是ParameterizedType。这个概念的非形式化（大白话）解释，可以简单的类比为泛型类型Foo<T>的一个实现。比如Foo<String>，Foo<Integer>就分别是Foo<T>的ParameterizedType

1. Java泛型是Compile-time（编译期的）的，也就是说在运行时，所有泛型信息都被抹除了。所以JVM无法感知类型的存在。

2. 所以我们无法通过反射API，在运行期获得Type Variable所代表的类型。

但是这个特性导致我们在写工具类时会遇到一些困难。比如无法单独通过T来创建实例。如果T是一个非泛型类还好，我们可以通过直接传入类型信息进行一些操作

public static final <T> void foo(List<T> list, Class<T> tClass)

但当T是一个ParameterizedType时，上述接口里的tClass类型信息，也只能获得ParameterizedType里非泛型的类型信息。比如T位List时，Class就是List.class。在一些场景，比如反序列化时，会遇到一些麻烦。

class Wrapper<T> {}

它非常简单，基本就类似一个包装类。然后再做一个简单的方法定义

public static <T> Type getGenericRuntimeType(Wrapper<T> wrapper)

最后通过一个小技巧，就是创建匿名派生类的实例，配合反射API，先获取superClass的泛型信息，如果是ParameterizedType，就尝试获取真实的Type Argument信息，就可以获取T的运行时类型了。

public static <T> Type getGenericRuntimeType(Wrapper<T> wrapper) {    Type type = wrapper.getClass().getGenericSuperclass();    if (type == null) {        return null;    }
    if (type instanceof ParameterizedType) {        Type[] types = ((ParameterizedType)type).getActualTypeArguments();        return types[0];    }    return null;}

比如以下两个语句中，唯一的区别就是第2行创建了一个Wrapper的匿名类

Type type1 = getGenericRuntimeType(new Wrapper<List<String>>());Type type2 = getGenericRuntimeType(new Wrapper<List<String>>() {});

nulljava.util.List<java.lang.String>

Classfiles need to carry generic type information in a backwards compatible way. This is accomplished by introducing a new “Signature” attribute for classes, methods and fields.

ClassFile {    u4             magic;    u2             minor_version;    u2             major_version;    u2             constant_pool_count;    cp_info        constant_pool[constant_pool_count-1];    u2             access_flags;    u2             this_class;    u2             super_class;    u2             interfaces_count;    u2             interfaces[interfaces_count];    u2             fields_count;    field_info     fields[fields_count];    u2             methods_count;    method_info    methods[methods_count];    u2             attributes_count;    attribute_info attributes[attributes_count];}

其中的attributes数组里，就是JSR14里提到的，泛型信息的保存所在。JVMS指出[11]

A Java compiler must emit a signature for any class, interface, constructor, method, or field whose declaration uses type variables or parameterized types 

做一个小实验

public class ExtendedWrapper extends Wrapper<List<String>> {}

javap后，可以看到42行类的Signature已有相应的类型信息了（Lcom/aliyun/cwz/model/Wrapper<Ljava/util/List<Ljava/lang/String;>;>;）。基本验证了JVMS标准

Classfile /Users/alibaba/myprojects/GenericsAndReflection/target/test-classes/com/aliyun/cwz/impl/ExtendedWrapper.class  Last modified 2023-4-17; size 413 bytes  MD5 checksum 96ca23aed30b94c2a445bbd76189e250  Compiled from "ExtendedWrapper.java"public class com.aliyun.cwz.impl.ExtendedWrapper extends com.aliyun.cwz.model.Wrapper<java.util.List<java.lang.String>>  minor version: 0  major version: 52  flags: ACC_PUBLIC, ACC_SUPERConstant pool:   #1 = Methodref          #3.#15         // com/aliyun/cwz/model/Wrapper."<init>":()V   #2 = Class              #16            // com/aliyun/cwz/impl/ExtendedWrapper   #3 = Class              #17            // com/aliyun/cwz/model/Wrapper   #4 = Utf8               <init>   #5 = Utf8               ()V   #6 = Utf8               Code   #7 = Utf8               LineNumberTable   #8 = Utf8               LocalVariableTable   #9 = Utf8               this  #10 = Utf8               Lcom/aliyun/cwz/impl/ExtendedWrapper;  #11 = Utf8               Signature  #12 = Utf8               Lcom/aliyun/cwz/model/Wrapper<Ljava/util/List<Ljava/lang/String;>;>;  #13 = Utf8               SourceFile  #14 = Utf8               ExtendedWrapper.java  #15 = NameAndType        #4:#5          // "<init>":()V  #16 = Utf8               com/aliyun/cwz/impl/ExtendedWrapper  #17 = Utf8               com/aliyun/cwz/model/Wrapper{  public com.aliyun.cwz.impl.ExtendedWrapper();    descriptor: ()V    flags: ACC_PUBLIC    Code:      stack=1, locals=1, args_size=1         0: aload_0         1: invokespecial #1                  // Method com/aliyun/cwz/model/Wrapper."<init>":()V         4: return      LineNumberTable:        line 7: 0      LocalVariableTable:        Start  Length  Slot  Name   Signature            0       5     0  this   Lcom/aliyun/cwz/impl/ExtendedWrapper;}Signature: #12                          // Lcom/aliyun/cwz/model/Wrapper<Ljava/util/List<Ljava/lang/String;>;>;SourceFile: "ExtendedWrapper.java"

那么Java编译器是如何操作的呢？

com.sun.tools.javac.main.JavaCompiler#compile(com.sun.tools.javac.util.List<javax.tools.JavaFileObject>, com.sun.tools.javac.util.List<java.lang.String>, java.lang.Iterable<? extends javax.annotation.processing.Processor>)

com.sun.tools.javac.jvm.ClassReader#enterClass

com.sun.tools.javac.main.JavaCompiler#generate

com.sun.tools.javac.jvm.ClassWriter#writeClassFile

com.sun.tools.javac.code.Types#supertype

public Type getGenericSuperclass() {    ClassRepository info = getGenericInfo();    if (info == null) {        return getSuperclass();    }
    // Historical irregularity:    // Generic signature marks interfaces with superclass = Object    // but this API returns null for interfaces    if (isInterface()) {        return null;    }
    return info.getSuperclass();}

我们可以注意到核心是第2行产生的ClassRepository类型的变量，它代表类的泛型类型信息。具体如下

This class represents the generic type information for a class. The code is not dependent on a particular reflective implementation. It is designed to be used unchanged by at least core reflection and JDI.

private ClassRepository getGenericInfo() {    ClassRepository genericInfo = this.genericInfo;    if (genericInfo == null) {        String signature = getGenericSignature0();        if (signature == null) {            genericInfo = ClassRepository.NONE;        } else {            genericInfo = ClassRepository.make(signature, getFactory());        }        this.genericInfo = genericInfo;    }    return (genericInfo != ClassRepository.NONE) ? genericInfo : null;}

可以看到是来自方法getGenericSignature0字符串signature，通过ClassRepository的处理，最终产生了info。那么，这个字符串从哪里来呢？我们跟踪一下就可以发现，这是一个native方法。来自JVM实现。

// Generic signature handlingprivate native String getGenericSignature0();

既然是JVM的方法，那么我们可以翻一下源码来验证下是否符合之前提到的JVMS标准。

static JNINativeMethod methods[] = {    {"getName0",         "()" STR,          (void *)&JVM_GetClassName},    {"getSuperclass",    "()" CLS,          NULL},    {"getInterfaces0",   "()[" CLS,         (void *)&JVM_GetClassInterfaces},    {"isInterface",      "()Z",             (void *)&JVM_IsInterface},    {"getSigners",       "()[" OBJ,         (void *)&JVM_GetClassSigners},    {"setSigners",       "([" OBJ ")V",     (void *)&JVM_SetClassSigners},    {"isArray",          "()Z",             (void *)&JVM_IsArrayClass},    {"isPrimitive",      "()Z",             (void *)&JVM_IsPrimitiveClass},    {"getComponentType", "()" CLS,          (void *)&JVM_GetComponentType},    {"getModifiers",     "()I",             (void *)&JVM_GetClassModifiers},    {"getDeclaredFields0","(Z)[" FLD,       (void *)&JVM_GetClassDeclaredFields},    {"getDeclaredMethods0","(Z)[" MHD,      (void *)&JVM_GetClassDeclaredMethods},    {"getDeclaredConstructors0","(Z)[" CTR, (void *)&JVM_GetClassDeclaredConstructors},    {"getProtectionDomain0", "()" PD,       (void *)&JVM_GetProtectionDomain},    {"getDeclaredClasses0",  "()[" CLS,      (void *)&JVM_GetDeclaredClasses},    {"getDeclaringClass0",   "()" CLS,      (void *)&JVM_GetDeclaringClass},    {"getGenericSignature0", "()" STR,      (void *)&JVM_GetClassSignature},    {"getRawAnnotations",      "()" BA,        (void *)&JVM_GetClassAnnotations},    {"getConstantPool",     "()" CPL,       (void *)&JVM_GetClassConstantPool},    {"desiredAssertionStatus0","("CLS")Z",(void *)&JVM_DesiredAssertionStatus},    {"getEnclosingMethod0", "()[" OBJ,      (void *)&JVM_GetEnclosingMethodInfo},    {"getRawTypeAnnotations", "()" BA,      (void *)&JVM_GetClassTypeAnnotations},};

其中getGenericSignature0对应JNINativeMethod这个struct的一个对象。{"getGenericSignature0", "()" STR, (void *)&JVM_GetClassSignature}
JNINativeMethod定义如下

typedef struct {    char *name;    char *signature;    void *fnPtr;} JNINativeMethod;

JVM_ENTRY(jstring, JVM_GetClassSignature(JNIEnv *env, jclass cls))  assert (cls != NULL, "illegal class");  JVMWrapper("JVM_GetClassSignature");  JvmtiVMObjectAllocEventCollector oam;  ResourceMark rm(THREAD);  // Return null for arrays and primatives  if (!java_lang_Class::is_primitive(JNIHandles::resolve(cls))) {    Klass* k = java_lang_Class::as_Klass(JNIHandles::resolve(cls));    if (k->oop_is_instance()) {      Symbol* sym = InstanceKlass::cast(k)->generic_signature();      if (sym == NULL) return NULL;      Handle str = java_lang_String::create_from_symbol(sym, CHECK_NULL);      return (jstring) JNIHandles::make_local(env, str());    }  }  return NULL;JVM_END

可以看到，最终getGenericSignature0是从InstanceKlass::cast(k)->generic_signature方法获得。而这个方法使用_generic_signature_index这个序号从ClassFile的Symbol数组里获取相关数据。与javac编译过程的源码和JVMS标准是符合的。

// for adding methods, ConstMethod::UNSET_IDNUM means no more ids available  inline u2 next_method_idnum();  void set_initial_method_idnum(u2 value)             { _idnum_allocated_count = value; }
  // generics support  Symbol* generic_signature() const                   {    return (_generic_signature_index == 0) ?      (Symbol*)NULL : _constants->symbol_at(_generic_signature_index);  }  u2 generic_signature_index() const                  {    return _generic_signature_index;  }  void set_generic_signature_index(u2 sig_index)      {    _generic_signature_index = sig_index;  }

我们从Java的泛型开始，研究反射针对泛型的扩展，类型擦除的影响。然后通过生成匿名类实例的小技巧，获得了泛型的运行时类型的技巧。

然后根据JVM标准，javac的编译过程，通过JRE源码入手，研究了JVM对泛型获取的实现，了解了底层原理。比较好的解决了这个问题。

参考链接：