Java泛型含extends的代码为何可编译？求底层原理

先看你给出的测试代码：

public class Tests 
{
    // Some straightforward sample tyes
    class Vehicle {}
    class Car extends Vehicle {}
    
    // Generic list factory method for Vehicles and all subtypes
    private static <T extends Vehicle> List<T> createVehicleList ()
    {
        return new ArrayList<T>();
    }


    @Test
    public void funWithExtends ()
    {
        // This works because the type is explicitly specified
        List<Car> alsoCars = Tests.<Car>createVehicleList();

        // This works because of type inference ... I think
        List<Car> cars = createVehicleList();

        // Here's where it gets weird. Why is this legal?
        Object weirdCars = createVehicleList();
        List<?> list = (List<?>)weirdCars;
        list.add(null);
        // This next line doesn't compile - I can't add() anything but null
        //   list.add(new Vehicle());
        Object el = list.get(0);
        System.out.println(String.format("el = %s", el));
        assertEquals(null, el);
    }
}

一、未指定泛型参数时的类型推断 #

当你直接调用createVehicleList()且不指定<T>、也不赋值给明确泛型类型的变量时，编译器会根据方法的泛型约束T extends Vehicle，把T推断为约束的上限类型Vehicle，所以此时返回的是List<Vehicle>实例。而因为赋值给了Object，Java的泛型擦除机制会在编译后抹掉泛型信息，所以Object引用的就是一个普通的ArrayList对象，这一步完全合法。

二、List<?>的类型安全限制 #

把Object强转为List<?>后，这个通配符表示元素类型未知的列表：

• 允许添加null：因为null是所有引用类型的默认值，无论列表实际存什么类型，null都能兼容，不会破坏类型安全。
• 禁止添加其他对象：比如new Vehicle()，编译器无法确定这个列表实际是List<Vehicle>还是List<Car>，如果是后者，添加Vehicle会导致类型错误，所以直接编译报错。
• 读取元素只能用Object接收：因为编译器不知道元素的具体类型，只能用最顶层的引用类型Object来接收。

三、这是泛型底层原理，不是兼容旧版本的特殊场景 #

这种行为完全基于Java泛型的两个核心设计：

1. 泛型擦除机制：Java泛型仅在编译期做类型校验，运行时所有泛型信息都会被擦除，所以List<Vehicle>和List<Car>在运行时都是List类型，赋值给Object完全合法。
2. 通配符的类型安全设计：List<?>的存在就是为了表示“任意类型的列表”，但为了避免错误的写入操作，编译器限制了仅能添加null，这是泛型类型系统的核心规则，和旧版本兼容无关。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Bean Taxi