利用Jdk 6260652 Bug解析Arrays.asList

在java.util.ArrayList源碼中：

c.toArray might (incorrectly) not return Object[] (see 6260652) 產生疑惑：

附上Java Bug 網址: Java Bug Database

,能夠根據關鍵詞或bug id 查詢詳細信息

這個Bug的描述中能夠看出：
緣由：Arrays內部實現的ArrayList的toArray()方法的行爲與規範不一致。
代碼測試：

import java.util.*;

public class Test{
     
    public static void demo1(){
        System.out.println("this is demo1");
        List<String> list=new ArrayList<>();
        list.add("張三");
        list.add("王五");
        Object[] arr=list.toArray();
        System.out.println(arr.getClass().getCanonicalName());
        arr[0]=new Object();
        Test.printArr(arr);
        
        /*
        正常編譯、執行：
        this is demo1
        java.lang.Object[]
        java.lang.Object@15db9742  王五
        */
        
    }
    
    
    public static void demo2(){
        System.out.println("this is demo2");
        List<String> list = Arrays.asList("張三", "王五");
        
        Object[] arr=list.toArray();
        System.out.println(arr.getClass().getCanonicalName());
        arr[0]=new Object();
        Test.printArr(arr);
        
        /*
        正常編譯
        執行輸出：
        this is demo2
        java.lang.String[]
        Exception in thread "main" java.lang.ArrayStoreException: java.lang.Object
        at Test.demo2(Test.java:31)
        at Test.main(Test.java:55)
        */
        
    }
    
    public static void demo3() {
        System.out.println("this is demo3");
        Object[] arr = new String[]{"張三", "王五"};
        System.out.println(arr.getClass().getCanonicalName());
        arr[0] = 7;
        Test.printArr(arr);
        
        /*
        正常編譯
        執行輸出：
        this is demo3
        java.lang.String[]
        Exception in thread "main" java.lang.ArrayStoreException: java.lang.Integer
        at Test.demo3(Test.java:48)
        at Test.main(Test.java:71)
        */
    }
    
    public static void printArr(Object[] arr) {
        for (Object o : arr) {
            System.out.print(o + "  ");
        }
        System.out.println();
    }
    
    public static void main(String[]args){
        
        //Test.demo1();
        //Test.demo2();
        Test.demo3();
    }
}

輸出截圖：



分析過程詳解：
第一步：
看ArrayList帶Collection對象的構造函數源碼（java.util.ArrayList）：

public ArrayList(Collection<? extends E> c) {
    elementData = c.toArray();
    size = elementData.length;
    // c.toArray might (incorrectly) not return Object[] (see 6260652)
    if (elementData.getClass() != Object[].class)
        elementData = Arrays.copyOf(elementData, size, Object[].class);
 }

看java.util.ArrayList，中toArray()源碼：

public Object[] toArray() {
        return Arrays.copyOf(elementData, size);
    }

    /**
     * 返回 ArrayList 元素組成的數組
     * @param a 須要存儲 list 中元素的數組
     * 若 a.length >= list.size，則將 list 中的元素按順序存入 a 中，而後 a[list.size] = null, a[list.size + 1] 及其後的元素依舊是 a 的元素
     * 不然，將返回包含list 全部元素且數組長度等於 list 中元素個數的數組
     * 注意：若 a 中原本存儲有元素，則 a 會被 list 的元素覆蓋，且 a[list.size] = null
     * @return
     * @throws ArrayStoreException 當 a.getClass() != list 中存儲元素的類型時
     * @throws NullPointerException 當 a 爲 null 時
     */
    @SuppressWarnings("unchecked")
    public <T> T[] toArray(T[] a) {
        // 若數組a的大小 < ArrayList的元素個數,則新建一個T[]數組，
        // 數組大小是"ArrayList的元素個數",並將「ArrayList」所有拷貝到新數組中
        if (a.length < size)
            // Make a new array of a's runtime type, but my contents:
            return (T[]) Arrays.copyOf(elementData, size, a.getClass());
        // 若數組a的大小 >= ArrayList的元素個數,則將ArrayList的所有元素都拷貝到數組a中。
        System.arraycopy(elementData, 0, a, 0, size);
        if (a.length > size)
            a[size] = null;
        return a;
    }

能夠看出，因爲ArrayList中elementData類型爲Object[],因此調用copyOf()返回值類型爲Object[]。

第二步：

看 Arrays.asList()源碼：

public static <T> List<T> asList(T... a) {
       return new ArrayList<>(a);
      }

仔細閱讀官方文檔，你會發現對 asList 方法的描述中有這樣一句話：

返回一個由指定數組生成的固定大小的 List。

注意：參數類型是 T ，根據官方文檔的描述，T 是數組元素的 class。

任何類型的對象都有一個 class 屬性，這個屬性表明了這個類型自己。原生數據類型，好比 int，short，long等，是沒有這個屬性的，具備 class 屬性的是它們所對應的包裝類 Integer，Short，Long。

asList 方法的參數必須是對象或者對象數組，而原生數據類型不是對象。當傳入一個原生數據類型數組時，asList 的真正獲得的參數就不是數組中的元素，而是數組對象自己。（解決方案：使用包裝類數組。）

繼續分析：

此時的ArrayList並不是咱們經常使用的java.util.ArrayList，而是Arrays的內部類。它繼承自AbstractList，天然實現了Collection接口，代碼以下：

private static class ArrayList<E> extends AbstractList<E>
        implements RandomAccess, java.io.Serializable
 {
        private static final long serialVersionUID = -2764017481108945198L;
        private final E[] a;

        ArrayList(E[] array) {
            if (array==null)
                throw new NullPointerException();
            a = array;
        }

        public int size() {
            return a.length;
        }
        。。。。。。
 }

能夠發現， 這裏的a不是 Object[]，而是E[]。

a稱爲該ArrayList的backed array。同時構造函數也是直接用array給a賦值。這就是問題的所在。

另外，這個內部類裏面並無add,remove方法，它繼承的AbstractList類裏面有這些方法：

ublic abstract class AbstractList<E> extends AbstractCollection<E> implements List<E> {
    
    。。。。。。。

    public void add(int index, E element) {
        throw new UnsupportedOperationException();
    }
 
    public E remove(int index) {
        throw new UnsupportedOperationException();
    }
    。。。。。。
 

abstractList這個抽象類所定義的add和remove方法，僅僅是拋出了一個異常！

若是是想將一個數組轉化成一個列表並作增長刪除操做的話，建議代碼以下：

public class Test {
   public static void main(String[] args) {
      String[] myArray = { "張三", "李四", "趙六" };
      List<String> myList = new ArrayList<String>(Arrays.asList(myArray));
      myList.add("王五");
   }
};  

demo2（測試代碼中的）：

public static void demo2(){
        System.out.println("this is demo2");
        List<String> list = Arrays.asList("張三", "王五");
        
        Object[] arr=list.toArray();
        System.out.println(arr.getClass().getCanonicalName());
        arr[0]=new Object();
        Test.printArr(arr);
        
        /*
        正常編譯
        執行輸出：
        this is demo2
        java.lang.String[]
        Exception in thread "main" java.lang.ArrayStoreException: java.lang.Object
        at Test.demo2(Test.java:31)
        at Test.main(Test.java:55)
        */
        
    }

上面的拋出異常分析：

asList方法直接將String[]數組做爲參數傳遞給ArrayList的構造方法，而後將String[]直接賦值給內部的a，因此a的真實類型是String[]，根據JLS規範String[]的clone方法返回的也是String[]類型。最終，toArray()方法返回的真實類型是String[]，此時，操做arr[0]=new Object();是向數組中添加Object對象，就會報異常的問題了。

Jdk 6260652 Bug 問題是在2005年提出的,如今已經解決了，使用toArray(T[] a)避免Exception的發生，因此可能會致使類型不匹配的錯誤。

 小總結：

Arrays.asList()的使用方法：

該方法是將數組轉化爲list。有如下幾點須要注意：

1.該方法不適用於基本數據類型（byte,short,int,long,float,double,boolean）

解決方案：使用包裝類數組，例子以下：

public class Test {
   public static void main(String[] args) {
      Integer[] myArray = { 1, 2, 3 };
      List myList = Arrays.asList(myArray);
      System.out.println(myList.size());
   }
}

2.該方法將數組與列表連接起來，當更新其中之一時，另外一個自動更新

3.不支持add和remove方法

將數組轉化爲一個List對象，通常會想到Arrays.asList()方法，這個方法會返回一個ArrayList類型的對象。可是用這個對象對列表進行添加刪除更新操做，就會報UnsupportedOperationException異常。

緣由：這個ArrayList類並不是java.util.ArrayList類，而是Arrays類的靜態內部類！

說明：asList的返回對象是一個Arrays內部類,並無實現集合的修改方法。Arrays.asList體現的是適配器模式，只是轉換接口，後臺的數據還是數組。

String[] str = new String[]{"張三","王五"};
List list = Arrays.asList(str);

第一種狀況：list.add("趙四"); //運行時異常

第二種狀況:str[0] = "大二哈"; //list.get(0)也隨着修改。

此類包含用來操做數組（好比排序和搜索）的各類方法。此類還包含一個容許將數組做爲列表來查看的靜態工廠。 除非特別註明，不然若是指定數組引用爲 null，則此類中的方法都會拋出 NullPointerException。