[Java] ジェネリクスとシングルトン

Question

以下の例ように（疑似コードです）、一種類の型を扱うシングルトンクラスを、ジェネリクスを用いて複数種類分用意したいのですが、どのように実現すれば良いのでしょうか？
代替案でも構いません、回答よろしくお願いします。

    public static void main(String[] args) {
    /**
         *
         * GenericsSingleton<T> はT型のオブジェクトを扱うシングルトンクラス.
         *
         * strSingleton1 と strSingleton2 は同じインスタンス,
         * intSingleton と strSingleton1,2 は違うインスタンス.
         */
        GenericsSingleton<String> strSingleton1 = GenericsSingleton<String>.getInstance();
        GenericsSingleton<String> strSingleton2 = GenericsSingleton<String>.getInstance();
        GenericsSingleton<Integer> intSingleton = GenericsSingleton<Integer>.getInstance();
    }

Answer 1

Javaのジェネリクスは後付けだったこともあって、コンパイルしたバイトコード上では型情報が消えてしまいます。そのため、コンパイル後にはGenericsSingleton<String>.getInstance()とGenericsSingleton<String>.getInstance()の区別がつきません。

ということで、「型ごとに別インスタンスとしたい」のであれば、getInstance(Class<T> clazz)のようにClassを引数にとって、それで振り分けをやるしかないと思います。

Answer 2

ご参考までに可変長引数使うと、引数無しでも関数の呼び出し可能です。
やっていることはmaisumakunサンと同じで、
getInstanceでジェネリクスのクラス毎に振り分けです。

public class GenericsSingleton<T> {

	public static <T> GenericsSingleton<T> getInstance(T... dummy) {
		System.out.println(dummy.getClass());
		// ex) class毎にmapからget、なければnewして、put
		return new GenericsSingleton<T>();// map.get(dummy.getClass());
	}

	public static void main(String[] args) {
		GenericsSingleton<String> test = GenericsSingleton.getInstance();
		Integer obj = null;
		GenericsSingleton.getInstance(obj);

		GenericsSingleton.getInstance(null);// nullpo
	}
}

一番最後だけヌルポしますので、ご注意を。

Comments

[swordone]

dummyは配列になるため、getClassすると配列型のClassを返すことになります。
getComponentTypeが妥当ですね。

[szk.]

おっ、勉強になります。
確かに「dummy.getClass().getComponentType()」のほうがデバッグした時に分かりやすいですね。
最悪、クラス名でif文も組めますし。

[yama_da]

回答ありがとうございます。
可変長引数を使うとなぜ引数なしでもTの型が決まるのですか？型推論的なことが起こるのでしょうか？

[so87]

可変長引数dummyの実態は配列となるのですが、Javaの配列は共変という性質上、自身の型情報をもっており、getComponentTypeで配列の型情報を取り出してごにょごにょする、という仕組みかと思います。

[szk.]

参考になるか微妙ですが、っぽい記事を2つほど。
http://d.hatena.ne.jp/Nagise/20131121/1385046248
http://d.hatena.ne.jp/ryousanngata/20120607/1339016044

[yama_da]

返信が遅くなってすみません。
ありがとうございます、参考になりました。

Answer 3

import java.util.HashMap;
import java.util.Map;

public class Q93782 {

	public static void main(String[] args) {
		GenericsSingleton<String> s1 = GenericsSingleton.getInstance(String.class);
		GenericsSingleton<String> s2 = GenericsSingleton.getInstance(String.class);
		GenericsSingleton<Integer> i1 = GenericsSingleton.getInstance(Integer.class);
		GenericsSingleton<Integer> i2 = GenericsSingleton.getInstance(1);
		System.out.println("s1 == s2 :" + (s1 == s2));
		System.out.println("i1 == i2 :" + (i1 == i2));
		System.out.println(GenericsSingleton.instances);
	}

	static class GenericsSingleton<T> {
		static Map<Class<?>, GenericsSingleton<?>> instances = new HashMap<>();

		@SuppressWarnings("unchecked")
		public static <T> GenericsSingleton<T> getInstance(Class<T> clazz) {
			return (GenericsSingleton<T>) instances.computeIfAbsent(clazz, c -> new GenericsSingleton<>());
		}

		@SuppressWarnings("unchecked")
		public static <T> GenericsSingleton<T> getInstance(T... dummy) {
			return (GenericsSingleton<T>) getInstance(dummy.getClass().getComponentType());
		}
	}

}

面白そうだったので作ってみました。2個目のgetInstanceはszk.さんのを載せてみました。
どうにも不格好さが抜けない。

Comments

[so87]

szk.さんの手法ならString.classやInteger.classを引数として渡す必要はないので
サンプルコードとしてならs2のほうは引数なしで呼び出したほうが適切じゃないでしょうか。
GenericsSingleton<String> s2 = GenericsSingleton.getInstance();

[swordone]

可変長引数なのに引数を渡さないこと前提というのが嫌だったもので…。

[szk.]

意味のない引数がイヤだという気持ちはとてもわかります。
大～中規模案件でpubicメソッドだったら、間違いなく固定の引数入れさせます。
ただジェネリクスで指定したクラスをわざわざ引数に入れるのも、
なんか流行に逆らってる気がして、個人的には気持ち悪いです。
ダイアモンド演算子みたいにjavaがどーにか拡張してくれればいいんですけど。