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爲什麼我們需要泛型？
通過兩段代碼我們就可以知道爲何我們需要泛型
實際開發中，經常有數值類型求和的需求，例如實現int類型的加法, 有時候還需要實現long類型的求和, 如果還需要double類型的求和，需要重新在重載一個輸入是double類型的add方法。
定義了一個List類型的集合，先向其中加入了兩個字符串類型的值，隨後加入一個Integer類型的值。這是完全允許的，因爲此時list默認的類型爲Object類型。在之後的循環中，由於忘記了之前在list中也加入了Integer類型的值或其他編碼原因，很容易出現類似於//1中的錯誤。因爲編譯階段正常，而運行時會出現“java.lang.ClassCastException”異常。因此，導致此類錯誤編碼過程中不易發現。
在如上的編碼過程中，我們發現主要存在兩個問題：
1.當我們將一個對象放入集合中，集合不會記住此對象的類型，當再次從集合中取出此對象時，改對象的編譯類型變成了Object類型，但其運行時類型任然爲其本身類型。
2.因此，//1處取出集合元素時需要人爲的強制類型轉化到具體的目標類型，且很容易出現“java.lang.ClassCastException”異常。
所以泛型的好處就是：
- 適用於多種數據類型執行相同的代碼
- 泛型中的類型在使用時指定，不需要強制類型轉換
泛型類和泛型接口
泛型，即“參數化類型”。一提到參數，最熟悉的就是定義方法時有形參，然後調用此方法時傳遞實參。那麼參數化類型怎麼理解呢？
顧名思義，就是將類型由原來的具體的類型參數化，類似於方法中的變量參數，此時類型也定義成參數形式（可以稱之爲類型形參），然後在使用/調用時傳入具體的類型（類型實參）。
泛型的本質是爲了參數化類型（在不創建新的類型的情況下，通過泛型指定的不同類型來控制形參具體限制的類型）。也就是說在泛型使用過程中，操作的數據類型被指定爲一個參數，這種參數類型可以用在類、接口和方法中，分別被稱爲泛型類、泛型接口、泛型方法。
引入一個類型變量T（其他大寫字母都可以，不過常用的就是T，E，K，V等等），並且用<>括起來，並放在類名的後面。泛型類是允許有多個類型變量的。
泛型接口與泛型類的定義基本相同。
而實現泛型接口的類，有兩種實現方法：
1、未傳入泛型實參時：
在new出類的實例時，需要指定具體類型：
2、傳入泛型實參
在new出類的實例時，和普通的類沒區別。
泛型方法
泛型方法，是在調用方法的時候指明泛型的具體類型 ，泛型方法可以在任何地方和任何場景中使用，包括普通類和泛型類。注意泛型類中定義的普通方法和泛型方法的區別。
普通方法：
泛型方法
限定類型變量
有時候，我們需要對類型變量加以約束，比如計算兩個變量的最小，最大值。
請問，如果確保傳入的兩個變量一定有compareTo方法？那麼解決這個問題的方案就是將T限制爲實現了接口Comparable的類
T extends Comparable中
T表示應該綁定類型的子類型，Comparable表示綁定類型，子類型和綁定類型可以是類也可以是接口。
如果這個時候，我們試圖傳入一個沒有實現接口Comparable的類的實例，將會發生編譯錯誤。
同時extends左右都允許有多個，如 T,V extends Comparable & Serializable
注意限定類型中，只允許有一個類，而且如果有類，這個類必須是限定列表的第一個。
這種類的限定既可以用在泛型方法上也可以用在泛型類上。
泛型中的約束和侷限性
現在我們有泛型類
不能用基本類型實例化類型參數
運行時類型查詢只適用於原始類型
泛型類的靜態上下文中類型變量失效
不能在靜態域或方法中引用類型變量。因爲泛型是要在對象創建的時候才知道是什麼類型的，而對象創建的代碼執行先後順序是先static的部分，然後纔是構造函數等等。所以在對象初始化之前static的部分已經執行了，如果你在靜態部分引用的泛型，那麼毫無疑問虛擬機根本不知道是什麼東西，因爲這個時候類還沒有初始化。
不能創建參數化類型的數組
不能實例化類型變量
不能捕獲泛型類的實例
但是這樣可以：
泛型類型的繼承規則
現在我們有一個類和子類
有一個泛型類
請問Pair<Employee>和Pair<Worker>是繼承關係嗎？
答案：不是，他們之間沒有什麼關係
但是泛型類可以繼承或者擴展其他泛型類，比如List和ArrayList
通配符類型
正是因爲前面所述的，Pair<Employee>和Pair<Worker>沒有任何關係，如果我們有一個泛型類和一個方法
現在我們有繼承關係的類
則會產生這種情況：
爲解決這個問題，於是提出了一個通配符類型 ?
有兩種使用方式：
？ extends X 表示類型的上界，類型參數是X的子類
？ super X 表示類型的下界，類型參數是X的超類
這兩種 方式從名字上來看，特別是super，很有迷惑性，下面我們來仔細辨析這兩種方法。
？ extends X
表示傳遞給方法的參數，必須是X的子類（包括X本身）
但是對泛型類GenericType來說，如果其中提供了get和set類型參數變量的方法的話，set方法是不允許被調用的，會出現編譯錯誤
get方法則沒問題，會返回一個Fruit類型的值。
爲何？
道理很簡單，？ extends X 表示類型的上界，類型參數是X的子類，那麼可以肯定的說，get方法返回的一定是個X（不管是X或者X的子類）編譯器是可以確定知道的。但是set方法只知道傳入的是個X，至於具體是X的那個子類，不知道。
總結：主要用於安全地訪問數據，可以訪問X及其子類型，並且不能寫入非null的數據。
？ super X
表示傳遞給方法的參數，必須是X的超類（包括X本身）
但是對泛型類GenericType來說，如果其中提供了get和set類型參數變量的方法的話，set方法可以被調用的，且能傳入的參數只能是X或者X的子類
get方法只會返回一個Object類型的值。
爲何？
？ super X 表示類型的下界，類型參數是X的超類（包括X本身），那麼可以肯定的說，get方法返回的一定是個X的超類，那麼到底是哪個超類？不知道，但是可以肯定的說，Object一定是它的超類，所以get方法返回Object。編譯器是可以確定知道的。對於set方法來說，編譯器不知道它需要的確切類型，但是X和X的子類可以安全的轉型爲X。
總結：主要用於安全地寫入數據，可以寫入X及其子類型。
無限定的通配符 ?
表示對類型沒有什麼限制，可以把？看成所有類型的父類，如Pair< ?>；
比如：
ArrayList<T> al=new ArrayList<T>(); 指定集合元素只能是T類型
ArrayList<?> al=new ArrayList<?>();集合元素可以是任意類型，這種沒有意義，一般是方法中，只是爲了說明用法。
在使用上：
？ getFirst() ： 返回值只能賦給 Object，；
void setFirst(?) ： setFirst 方法不能被調用， 甚至不能用 Object 調用；
虛擬機是如何實現泛型的？
泛型思想早在C++語言的模板（Template）中就開始生根發芽，在Java語言處於還沒有出現泛型的版本時，只能通過Object是所有類型的父類和類型強制轉換兩個特點的配合來實現類型泛化。，由於Java語言裏面所有的類型都繼承於java.lang.Object，所以Object轉型成任何對象都是有可能的。但是也因爲有無限的可能性，就只有程序員和運行期的虛擬機才知道這個Object到底是個什麼類型的對象。在編譯期間，編譯器無法檢查這個Object的強制轉型是否成功，如果僅僅依賴程序員去保障這項操作的正確性，許多ClassCastException的風險就會轉嫁到程序運行期之中。
泛型技術在C#和Java之中的使用方式看似相同，但實現上卻有着根本性的分歧，C#裏面泛型無論在程序源碼中、編譯後的IL中（Intermediate Language，中間語言，這時候泛型是一個佔位符），或是運行期的CLR中，都是切實存在的，List＜int＞與List＜String＞就是兩個不同的類型，它們在系統運行期生成，有自己的虛方法表和類型數據，這種實現稱爲類型膨脹，基於這種方法實現的泛型稱爲真實泛型。
Java語言中的泛型則不一樣，它只在程序源碼中存在，在編譯後的字節碼文件中，就已經替換爲原來的原生類型（Raw Type，也稱爲裸類型）了，並且在相應的地方插入了強制轉型代碼，因此，對於運行期的Java語言來說，ArrayList＜int＞與ArrayList＜String＞就是同一個類，所以泛型技術實際上是Java語言的一顆語法糖，Java語言中的泛型實現方法稱爲類型擦除，基於這種方法實現的泛型稱爲僞泛型。
將一段Java代碼編譯成Class文件，然後再用字節碼反編譯工具進行反編譯後，將會發現泛型都不見了，程序又變回了Java泛型出現之前的寫法，泛型類型都變回了原生類型
上面這段代碼是不能被編譯的，因爲參數List＜Integer＞和List＜String＞編譯之後都被擦除了，變成了一樣的原生類型List＜E＞，擦除動作導致這兩種方法的特徵簽名變得一模一樣。
由於Java泛型的引入，各種場景（虛擬機解析、反射等）下的方法調用都可能對原有的基礎產生影響和新的需求，如在泛型類中如何獲取傳入的參數化類型等。因此，JCP組織對虛擬機規範做出了相應的修改，引入了諸如Signature、LocalVariableTypeTable等新的屬性用於解決伴隨泛型而來的參數類型的識別問題，Signature是其中最重要的一項屬性，它的作用就是存儲一個方法在字節碼層面的特徵簽名[3]，這個屬性中保存的參數類型並不是原生類型，而是包括了參數化類型的信息。修改後的虛擬機規範要求所有能識別49.0以上版本的Class文件的虛擬機都要能正確地識別Signature參數。
另外，從Signature屬性的出現我們還可以得出結論，擦除法所謂的擦除，僅僅是對方法的Code屬性中的字節碼進行擦除，實際上元數據中還是保留了泛型信息，這也是我們能通過反射手段取得參數化類型的根本依據。