面试常问的PECS原则，到底是什么鬼？

原创：小姐姐味道（微信公众号ID：xjjdog），欢迎分享，转载请保留出处。

温馨提示：泛型相关。以下内容请在安静的场所、充足的时间下查看，因为它非常的绕，容易把人绕晕。

PECS的全程是Producer Extends Consumer Super，第一次听说，我一脸懵逼。但看到jdk中越来越多的泛型代码，我决定去了解一下。

java的泛型，只在编译期有效。也就是说，编译之后的字节码，已经抹除了泛型信息。

其实，对于常年接触业务代码的同学来说，泛型用的并不是特别多。当你使用设计模式设计代码，或者在设计一些比较底层的框架时，肯定会碰到这个问题。

一个例子

泛型该怎么写？我们首先看一下jdk中的一些例子。

java.util.function.Consumer

@FunctionalInterface
public interface Consumer<T> {
    void accept(T t);
    default Consumer<T> andThen(Consumer<? super T> after) {
        Objects.requireNonNull(after);
        return (T t) -> { accept(t); after.accept(t); };
    }
}

java8的interface新增了static和default方法，我们不去过多关注。你会发现，里面有<T,R>字样，<? super V, ? extends T>字样等。

那什么时候该用super，什么时候该用extends？这就是PECS原则。

为了解释这个原理，我们创建三个类。

A,B,C。

其中。A extends B，B extends C。

static class A extends B{}
static class B extends C{}
static class C {}

然后，我们使用测试类测试一下。

static class Example<T>{
    }

    public static void main(String[] args) {
        {
            Example<? extends A> testAA = new Example<A>();
            Example<? extends A> testAB = new Example<B>();//报错
            Example<? extends A> testAC = new Example<C>();//报错
            Example<? extends B> testBA = new Example<A>();
            Example<? extends B> testBC = new Example<C>();//报错
            Example<? extends C> testCA = new Example<A>();
            Example<? extends C> testCB = new Example<B>();
        }
        {
            Example<? super A> testAA = new Example<A>();
            Example<? super A> testAB = new Example<B>();
            Example<? super A> testAC = new Example<C>();
            Example<? super B> testBA = new Example<A>();//报错
            Example<? super B> testBC = new Example<C>();
            Example<? super C> testCA = new Example<A>();//报错
            Example<? super C> testCB = new Example<B>();//报错
        }

    }

为了更直观一些，我们截个idea的图。

我们返回头来再看<? extends T>，只要后面的new，声明的是T的子类或者T本身，那么都是没错的。反之，如果是它的父类，则报错。这很好理解，后半部分的实例，一定要能够全面覆盖前面的声明。这也就是Producer-Extends，它可以对外提供对象（难以理解的概念）。

接下来我们看一下<? super T>。只要是T的父类或者T本身，都没有什么问题，甚至可以是Object。比如，下面的代码就不会报错。

Example<? super C> testCO = new Example<Object>();

根据字面意思，Consumer-super也比较晦涩，如果设计的类是消费者，那应该用super关键字为此类型指定一个子类。

这张图只画了声明部分的原则。为了配合上面这张图，进行更精细的理解，我们创建一个7层的继承关系。

static class Parent1{}
static class Parent2 extends Parent1{}
static class Parent3 extends Parent2{}

static class T extends Parent3{}

static class Child1 extends T{}
static class Child2 extends Child1{}
static class Child3 extends Child2{}

同时，我们创建两个集合容器进行验证。

List<? extends T> extendsT = new ArrayList<>();

List<? super T > superT = new ArrayList<>();

以下代码运行都是没有问题的。

List<? super T > superT = new ArrayList<>();
superT.add(new T());
superT.add(new Child1());
superT.add(new Child2());
superT.add(new Child3());

我们把代码分成两部分，一部分是泛型集合的声明部分。一部分是实例的初始化部分。可以看到，? super T界定了最小子类是T，则声明部分的最小类就是T，ArrayList后面的<>，可以是T的任何父类。但是，当向里面添加元素时，初始化的却是T的子类。

再来看extendsT。当我们往里添加数据的时候，无一例外的报错了。

extendsT.add(new T());
extendsT.add(new Child1());
extendsT.add(new Parent1());
extendsT.add(new Parent2());
extendsT.add(new Object());

那是因为，extendsT中存放的其实是T的一种子类（现象），如果我们去添加元素，其实不知道到底应该添加T的哪个子类，这个时候，在进行强转的时候，肯定会出错。但是如果是从集合中将元素取出来，我们则可以知道取出来的元素肯定是T类型（全是它的子类）。

接下来，我们再强行分析一下 ? super T。superT中，因为存的都是类型T的父类（容器），所以如果去添加T类或者T的子类（操作），肯定没什么问题。但是如果将元素取出来，则不知道到底是什么类型，所以superT可以添加元素但是没法取出来。

按照我们以往的经验，extendsT只出不进，属于生产者一类；superT只进不出，属于消费者。这也就有了我们上面所提到的“Producer Extends Consumer Super”，也就是PECS原则。

这个过程可真是绕，我认为这是定义非常失败的一个名词。

End

现在，再来看我们文章头部jdk的类Consumer，是不是有了新的理解？其实，这个函数是和函数编程相关的。java8的四个核心函数接口有：Function、Consumer、Supplier、Predicate。

Function<T, R> T：入参类型，R：出参类型。

Consumer<T> T：入参类型；没有出参。

Supplier<T> T：出参类型；没有入参。

Predicate<T> T：入参类型；出参类型Boolean。

想要对PECS有更深入的了解，可以深入了解一下函数编程相关的这四个接口。哪怕你只是看一下它的定义，也会有一种原来如此的感觉。

作者简介：小姐姐味道  (xjjdog)，一个不允许程序员走弯路的公众号。聚焦基础架构和Linux。十年架构，日百亿流量，与你探讨高并发世界，给你不一样的味道。我的个人微信xjjdog0，欢迎添加好友，进一步交流。

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