为何Function<U,B>无法传入接收Function<U,A>的getOrCreateA方法？

问题背景 #

现有第三方库提供如下方法：

A getOrCreateA(Function<U, A> constructor) {}

已知B extends A，但在代码中传入Function<U, B>时，无法调用上述方法。同时，我需要实现特定类型的getOrCreate方法，当前代码报错：

public B getOrCreate_b(U ignore, Function<U,B> constructor) {
    A return_val = ignore.getOrCreate_a(constructor); // <- 报错
    if (return_val instanceof B) 
        return (B)return_val;
    else 
        return constructor.apply(ignore);
}

（注：已知若函数返回A则不会存储B，该问题已在其他逻辑中处理。）

原因分析 #

Java泛型默认是不变类型——即便B是A的子类，Function<U, B>和Function<U, A>之间也不存在继承关系。

Function<U, A>要求传入的函数必须能返回A类型（或其超类），但Function<U, B>只能保证返回B类型。虽然B是A的子类，但泛型系统不会自动推导这种兼容关系，只有当方法参数定义为Function<U, ? extends A>时，才能接受所有返回A子类的函数，但当前库方法并未使用通配符，因此无法直接传入Function<U, B>。

替代解决方案 #

我们可以手动将Function<U, B>适配为符合要求的Function<U, A>，利用B向上转型为A的特性，通过方法引用或lambda表达式实现适配：

修改后的代码 #

public B getOrCreate_b(U ignore, Function<U,B> constructor) {
    // 用方法引用将Function<U,B>转换为Function<U,A>
    A return_val = ignore.getOrCreate_a(constructor::apply); 
    if (return_val instanceof B) 
        return (B)return_val;
    else 
        return constructor.apply(ignore);
}

也可以使用lambda表达式写法，效果完全一致：

A return_val = ignore.getOrCreate_a(u -> constructor.apply(u));

两种写法都是让泛型系统明确感知：该函数返回的B可以安全向上转型为A，从而满足getOrCreate_a的参数要求。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者slit bodmod