Почему Java Generics не поддерживает примитивные типы?

Обобщения в Java полностью создаются во время компиляции - компилятор превращает все общие применения в приведение к правильному типу. Это сделано для обеспечения обратной совместимости с предыдущими средами выполнения JVM.

Этот:

List<ClassA> list = new ArrayList<ClassA>();
list.add(new ClassA());
ClassA a = list.get(0);

превращается в (примерно):

List list = new ArrayList();
list.add(new ClassA());
ClassA a = (ClassA)list.get(0);

Итак, все, что используется в качестве универсальных, должно быть преобразовано в Object (в этом примере get(0) возвращает Object), а примитивные типы - нет. Поэтому их нельзя использовать в дженериках.

В Java универсальные шаблоны работают так же, как и они ... по крайней мере частично ... потому что они были добавлены в язык через несколько лет после его разработки ¹. Разработчики языка были ограничены в своих вариантах универсальных шаблонов, поскольку должны были разработать дизайн, который был обратно совместим с существующим языком и библиотекой классов Java.

Другие языки программирования (например, C ++, C #, Ada) позволяют использовать примитивные типы в качестве типов параметров для универсальных типов. Но оборотной стороной этого является то, что реализации универсальных типов (или типов шаблонов) в таких языках обычно влекут за собой создание отдельной копии универсального типа для каждой параметризации типа.

^{1 - дженерики не были включены в Java 1.0 из-за нехватки времени. Они чувствовали, что им нужно быстро выпустить язык Java, чтобы заполнить новые рыночные возможности, представленные веб-браузерами. Джеймс Гослинг заявил, что он хотел бы включить дженерики, если бы у них было время. Как выглядел бы язык Java, если бы это произошло, остается только догадываться.}

В java универсальные шаблоны реализованы с помощью «стирания типа» для обратной совместимости. Все универсальные типы преобразуются в Object во время выполнения. Например,

public class Container<T> {

    private T data;

    public T getData() {
        return data;
    }
}

будет отображаться во время выполнения как,

public class Container {

    private Object data;

    public Object getData() {
        return data;
    }
}

компилятор отвечает за правильное приведение типов для обеспечения безопасности типов.

Container<Integer> val = new Container<Integer>();
Integer data = val.getData()

станет

Container val = new Container();
Integer data = (Integer) val.getData()

Теперь вопрос в том, почему «Объект» выбран в качестве типа во время выполнения?

Ответ: Объект является суперклассом всех объектов и может представлять любой объект, определенный пользователем.

Поскольку все примитивы не наследуются от «Object», мы не можем использовать его в качестве универсального типа.

К вашему сведению: Project Valhalla пытается решить указанную выше проблему.

Согласно документации Java переменные общего типа могут быть создаются ссылочными типами, а не примитивными типами.

Предполагается, что это будет в Java 10 в рамках Project Valhalla.

В статье Брайана Гетца на Статус специализации

Есть отличное объяснение О причине, по которой generic не поддерживаются для примитивов. И как это будет реализовано в будущие выпуски Java.

Текущая стертая реализация Java, которая создает один класс для всех эталонных экземпляров и не поддерживает примитивные экземпляры. (Это однородный перевод, и ограничение на то, что универсальные шаблоны Java могут ограничиваться только ссылочными типами, происходит из-за ограничений однородного преобразования в отношении набора байт-кода JVM, который использует разные байт-коды для операций с ссылочными типами по сравнению с примитивными типами.) Однако стертые универсальные шаблоны в Java обеспечивают как поведенческую параметричность (универсальные методы), так и параметричность данных (необработанные и подстановочные экземпляры универсальных типов).

...

была выбрана стратегия однородной трансляции, при которой переменные универсального типа стираются до их границ по мере включения в байт-код. Это означает, что независимо от того, является ли класс универсальным или нет, он по-прежнему компилируется в один класс с тем же именем и с одинаковыми сигнатурами членов. Безопасность типов проверяется во время компиляции, и время выполнения не ограничивается системой универсальных типов. В свою очередь, это накладывало ограничение на то, что универсальные шаблоны могут работать только с ссылочными типами, поскольку Object является наиболее общим доступным типом и не распространяется на примитивные типы.

Для коллекций требуется тип, производный от java.lang.Object. Базовые типы этого просто не делают.