Guava ClassToInstanceMap 使用指南

1. 概述

ClassToInstanceMap<B> 是一种特殊类型的 Map，它将类（Class）与对应的实例（Instance）关联起来。它确保所有键和值都是上界类型 B 的子类型。

ClassToInstanceMap 扩展了 Java 的 Map 接口，并额外提供了两个方法：T getInstance(Class<T>) 和 T putInstance(Class<T>, T)。这个 Map 的最大优势在于，可以通过这两个方法执行类型安全的操作，彻底避免强制类型转换的麻烦。

在本教程中，我们将展示如何使用 Google Guava 的 ClassToInstanceMap 接口及其实现类。

2. Google Guava 的 ClassToInstanceMap

先看看如何使用这个工具类。首先在 pom.xml 中添加 Guava 库依赖：

<dependency>
    <groupId>com.google.guava</groupId>
    <artifactId>guava</artifactId>
    <version>32.1.3-jre</version>
</dependency>

最新版本可查看这里

ClassToInstanceMap 接口有两种实现：可变版本和不可变版本。我们分别来看。

3. 创建不可变实例 ImmutableClassToInstanceMap

创建 ImmutableClassToInstanceMap 实例有几种方式：

✅ 使用 of() 创建空 Map：

ImmutableClassToInstanceMap.of()

✅ 使用 of(Class<T> type, T value) 创建单元素 Map：

ImmutableClassToInstanceMap.of(Save.class, new Save());

✅ 使用 copyOf() 复制已有 Map：

ImmutableClassToInstanceMap.copyOf(someMap)

✅ 使用 Builder 模式（推荐多元素场景）：

ImmutableClassToInstanceMap.<Action>builder()
  .put(Save.class, new Save())
  .put(Open.class, new Open())
  .put(Delete.class, new Delete())
  .build();

⚠️ 注意：不可变 Map 创建后不能修改，任何修改操作都会抛出 UnsupportedOperationException。

4. 创建可变实例 MutableClassToInstanceMap

创建 MutableClassToInstanceMap 实例的方式更简单粗暴：

✅ 使用 create() 创建基于 HashMap 的实例：

MutableClassToInstanceMap.create();

✅ 使用 create(Map<Class<? extends B>, B> backingMap) 指定底层 Map：

MutableClassToInstanceMap.create(new HashMap());

踩坑提示：如果传入的 Map 非空，Guava 会直接使用它作为底层存储，可能导致初始数据不符合类型约束！

5. 核心方法使用

ClassToInstanceMap 在标准 Map 接口基础上增加了两个类型安全的方法：

5.1 类型安全的获取：`<T extends B> T getInstance(Class<T> type)`

对比传统方式：

// ❌ 传统方式需要强制转换
Action openAction = (Action) map.get(Open.class);

// ✅ 类型安全方式
Delete deleteAction = map.getInstance(Delete.class);

5.2 类型安全的存入：`<T extends B> T putInstance(Class<T> type, @Nullable T value)`

对比传统方式：

// ❌ 传统方式无类型检查
Action newOpen = (Action) map.put(Open.class, new Open());

// ✅ 类型安全方式
Delete newDelete = map.putInstance(Delete.class, new Delete());

核心优势：编译时就能发现类型错误，彻底避免运行时的 ClassCastException！

6. 总结

ClassToInstanceMap 是 Guava 提供的一个实用工具，特别适合需要按类类型管理实例的场景。它的核心价值在于：

✅ 类型安全：通过泛型约束避免强制转换
✅ API 简洁：getInstance/putInstance 方法语义清晰
✅ 实现灵活：提供可变/不可变两种实现

实际应用场景包括：

依赖注入容器
策略模式实现
插件系统架构

完整示例代码可在 GitHub 项目中查看。

Persistence

REST

Security