为何两段ReactiveUserDetailsService代码一段可行一段报类型转换错？

问题场景 #

实现ReactiveUserDetailsService的Bean时，以下代码可正常运行：

@Bean
public ReactiveUserDetailsService userDetailsService() {
    return username -> {
        Mono<UserDetails> userDetailsMono = Mono.justOrEmpty(userRepository.findByUsername(username));
        return userDetailsMono.switchIfEmpty(Mono.error(() -> new UsernameNotFoundException("No such user: " + username)));
    };
}

但改用简洁链式调用写法时，出现类型转换错误：

@Bean
public ReactiveUserDetailsService userDetailsService() {
    return username -> Mono.justOrEmpty(userRepository.findByUsername(username))
            .switchIfEmpty(Mono.error(() -> new UsernameNotFoundException("No such user: " + username)));
}

错误信息：

Bad return type in lambda expression: Mono<User> cannot be converted to Mono<UserDetails>

相关类定义：

• 自定义User类实现UserDetails接口：

// @Entity etc.
public class User implements UserDetails {
    // ...实现接口方法
}

• UserRepository定义：

public interface UserRepository extends Repository<User, UUID> {
    //...
    Optional<User> findByUsername(String username);
}

原因分析 #

这是Java泛型类型推断规则导致的差异：

1. 第一种写法中，显式声明了变量类型为Mono<UserDetails>，编译器会自动将Mono.justOrEmpty(Optional<User>)向上转型为Mono<UserDetails>——因为User是UserDetails的实现类，这种赋值合法。
2. 第二种链式写法中，编译器会根据Mono.justOrEmpty的入参Optional<User>，默认推断返回Mono<User>。后续调用switchIfEmpty时会沿用该泛型类型，最终整个链式调用返回Mono<User>，但ReactiveUserDetailsService要求返回Mono<UserDetails>，因此触发类型不匹配错误。

解决办法 #

在链式调用中显式指定Mono.justOrEmpty的泛型类型，强制编译器推断为Mono<UserDetails>：

@Bean
public ReactiveUserDetailsService userDetailsService() {
    return username -> Mono.<UserDetails>justOrEmpty(userRepository.findByUsername(username))
            .switchIfEmpty(Mono.error(() -> new UsernameNotFoundException("No such user: " + username)));
}

也可以通过cast()方法显式转换类型：

@Bean
public ReactiveUserDetailsService userDetailsService() {
    return username -> Mono.justOrEmpty(userRepository.findByUsername(username))
            .cast(UserDetails.class)
            .switchIfEmpty(Mono.error(() -> new UsernameNotFoundException("No such user: " + username)));
}

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Sergey Zolotarev