Java、静态方法绑定和泛型都与一些方法重载结合在一起

正如标题所暗示的，我的问题有点奇怪和复杂。我知道我要做的事情违反了“良好”编程实践的所有规则，但是嘿，如果我们不活一点，生活会怎样呢？

所以我所做的是创建以下程序。 （请注意，这是一个更大的实验的一部分，旨在真正尝试和理解泛型，因此某些函数名称可能有点乱）

import java.util.*;

public class GenericTestsClean 
{
    public static void test2()
    {
        BigCage<Animal> animalCage=new BigCage<Animal>();
        BigCage<Dog> dogCage=new BigCage<Dog>();
        dogCage.add(new Dog());
        animalCage.add(new Cat());
        animalCage.add(new Dog());
        animalCage.printList(dogCage);
        animalCage.printList(animalCage);
    }


    public static void main(String [] args)
    {
        //What will this print
        System.out.println("\nTest 2");
        test2();
    }

}

class BigCage<T> extends Cage<T>
{

    public static <U extends Dog> void printList(List<U> list)
    {
        System.out.println("*************"+list.getClass().toString());
        for(Object obj : list)
            System.out.println("BigCage: "+obj.getClass().toString());
    }

}
class Cage<T> extends ArrayList<T>
{
    public static void printList(List<?> list)
    {
        System.out.println("*************"+list.getClass().toString());
        for(Object obj : list)
            System.out.println("Cage: "+obj.getClass().toString());
    }
}

class Animal
{
}
class Dog extends Animal
{
}
class Cat extends Animal
{
}

现在令我困惑的是，这可以很好地编译javac 1.6.0_26但是当我运行它时，我得到以下类转换异常：

Test 2
*************class BigCage
BigCage: class Dog
*************class BigCage
Exception in thread "main" java.lang.ClassCastException: Cat cannot be cast to Dog
        at BigCage.printList(GenericTestsClean.java:31)
        at GenericTestsClean.test2(GenericTestsClean.java:13)
        at GenericTestsClean.main(GenericTestsClean.java:21)

这里需要注意一些事项：

1. 两个 printList 是NOT按预期覆盖但互相重载（它们具有不同的类型，因为它们的参数的泛型类型不同）。这可以通过使用 @Override 注解来验证
2. 改变void printList(List<?>)中的方法笼类非静态会产生适当的编译时错误
3. 改变方法void <U extends Dog> printList(List<U>) in 大笼级 to void <U> printList(List<U>)生成适当的错误。
4. In main()呼叫打印列表()通过大笼级（即 BigCage.printList(...)）生成相同的运行时错误
5. In main()呼叫打印列表()通过笼类（即 Cage.printList(...)） 按预期工作，仅调用以下版本打印列表 in Cage
6. 如果我复制定义printList(List<?>) to 大笼级 from 笼类，这将隐藏定义笼类，我得到适当的编译器错误

现在，如果我不得不在黑暗中猜测这里发生了什么，我会说编译器搞砸了，因为它分多个阶段工作：类型检查 and 重载方法解析。在类型检查阶段，我们通过了有问题的行，因为大笼级遗传void printList(List<?>) from class Cage它将匹配我们扔给它的任何旧列表，所以确保我们有一个可以工作的方法。然而，一旦需要用实际调用的方法来解决时，我们就会遇到由于类型擦除而导致的问题BigCage.printList and Cage.printList具有完全相同的签名。这意味着当编译器正在寻找匹配项时animalCage.printList(animalCage);它会选择它匹配的第一个方法（如果我们假设它从 BigCage 的底部开始并一直工作到 Object），它会发现void <U extends Dog> printList(List<U>)首先而不是正确的匹配void printList(List<?>)

现在我真正的问题：我这里离真相有多近？这是一个已知的错误？这是一个错误吗？我知道如何解决这个问题，这更多的是一个学术问题。

**EDIT**

正如下面很少有人发布的，这段代码可以在 Eclipse 中运行。 我的具体问题涉及 javac 版本 1.6.0_26。还有，我不是 确定在这种情况下我是否完全同意 Eclipse，即使它 有效，因为添加printList(List<?>) to BigCage将要 导致 Eclipse 中出现编译时错误，我不明白原因 当相同的方法被继承而不是手动时它应该起作用 添加（参见Note 6 above).

考虑这个小问题：

class A
{
    static void foo(){ }
}
class B extends A
{
    static void foo(){ }
}
void test()
{
    A.foo();
    B.foo();
}

假设我们删除foo方法来自B，我们只需重新编译B本身，当我们跑步时会发生什么test()？它是否应该抛出链接错误，因为B.foo()没有找到吗？

根据 JLS3 #13.4.12，删除B.foo不会破坏二进制兼容性，因为A.foo仍然被定义。这意味着，当B.foo()被执行，A.foo()被调用。请记住，没有重新编译test()，所以这个转发必须由JVM来处理。

相反，我们删除foo方法来自B，并重新编译全部。即使编译器静态地知道B.foo()实际上意味着A.foo()，它仍然生成B.foo()在字节码中。目前，JVM 将转发B.foo() to A.foo()。但如果将来B获得新的foo方法，新方法将在运行时被调用，即使test()没有重新编译。

从这个意义上说，静态方法之间存在着压倒一切的关系。当编译看到B.foo()，它必须将其编译为B.foo()在字节码中，无论是否B has a foo() today.

在你的例子中，当编译器看到BigCage.printList(animalCage)，它正确地推断出它实际上正在调用Cage.printList(List<?>)。所以它需要将调用编译为字节码：BigCage.printList(List<?>)- 目标类别必须是BigCage在这里而不是Cage.

哎呀！字节码格式尚未升级以处理此类方法签名。泛型信息作为辅助信息保留在字节码中，但对于方法调用，这是旧的方式。

擦除发生。该调用实际上被编译成BigCage.printList(List)。太糟糕了BigCage还有一个printList(List)擦除后。在运行时，该方法被调用！

这个问题是由于Java规范和JVM规范不匹配造成的。

Java 7 稍微收紧了；意识到字节码和 JVM 无法处理这种情况，它不再编译你的代码：

错误：名称冲突： BigCage 中的 printList(List) 和 Cage 中的 printList(List) 有 同样的擦除，但都没有隐藏 其他

另一个有趣的事实：如果这两个方法具有不同的返回类型，您的程序将正常工作。这是因为在字节码中，方法签名包括返回类型。所以两者之间不存在混淆Dog printList(List) and Object printList(List)。也可以看看Java 中的类型擦除和重载：为什么会起作用？ https://stackoverflow.com/questions/5527235/type-erasure-and-overloading-in-java-why-does-this-work/5528802#5528802这个技巧只在 Java 6 中允许。Java 7 禁止它，可能是出于技术原因以外的原因。