¿Por qué no se verifica el tipo de retorno lambda en tiempo de compilación?

La referencia del método utilizado tiene tipo de retorno Integer. Pero Stringse permite una incompatibilidad en el siguiente ejemplo.

¿Cómo arreglar la withdeclaración del método para que el tipo de referencia del método sea seguro sin la conversión manual?

import java.util.function.Function;

public class MinimalExample {
  static public class Builder<T> {
    final Class<T> clazz;

    Builder(Class<T> clazz) {
      this.clazz = clazz;
    }

    static <T> Builder<T> of(Class<T> clazz) {
      return new Builder<T>(clazz);
    }

    <R> Builder<T> with(Function<T, R> getter, R returnValue) {
      return null; //TODO
    }

  }

  static public interface MyInterface {
    Integer getLength();
  }

  public static void main(String[] args) {
// missing compiletimecheck is inaceptable:
    Builder.of(MyInterface.class).with(MyInterface::getLength, "I am NOT an Integer");

// compile time error OK: 
    Builder.of(MyInterface.class).with((Function<MyInterface, Integer> )MyInterface::getLength, "I am NOT an Integer");
// The method with(Function<MinimalExample.MyInterface,R>, R) in the type MinimalExample.Builder<MinimalExample.MyInterface> is not applicable for the arguments (Function<MinimalExample.MyInterface,Integer>, String)
  }

}

CASO DE USO: un generador de tipo seguro pero genérico.

Traté de implementar un generador genérico sin procesamiento de anotaciones (autovalor) o complemento del compilador (lombok)

import java.lang.reflect.Array;
import java.lang.reflect.InvocationHandler;
import java.lang.reflect.Method;
import java.lang.reflect.Proxy;
import java.util.HashMap;
import java.util.concurrent.atomic.AtomicReference;
import java.util.function.Function;

public class BuilderExample {
  static public class Builder<T> implements InvocationHandler {
    final Class<T> clazz;
    HashMap<Method, Object> methodReturnValues = new HashMap<>();

    Builder(Class<T> clazz) {
      this.clazz = clazz;
    }

    static <T> Builder<T> of(Class<T> clazz) {
      return new Builder<T>(clazz);
    }

    Builder<T> withMethod(Method method, Object returnValue) {
      Class<?> returnType = method.getReturnType();
      if (returnType.isPrimitive()) {
        if (returnValue == null) {
          throw new IllegalArgumentException("Primitive value cannot be null:" + method);
        } else {
          try {
            boolean isConvertable = getDefaultValue(returnType).getClass().isAssignableFrom(returnValue.getClass());
            if (!isConvertable) {
              throw new ClassCastException(returnValue.getClass() + " cannot be cast to " + returnType + " for " + method);
            }
          } catch (IllegalArgumentException | SecurityException e) {
            throw new RuntimeException(e);
          }
        }
      } else if (returnValue != null && !returnType.isAssignableFrom(returnValue.getClass())) {
        throw new ClassCastException(returnValue.getClass() + " cannot be cast to " + returnType + " for " + method);
      }
      Object previuos = methodReturnValues.put(method, returnValue);
      if (previuos != null) {
        throw new IllegalArgumentException("Value alread set for " + method);
      }
      return this;
    }

    static HashMap<Class, Object> defaultValues = new HashMap<>();

    private static <T> T getDefaultValue(Class<T> clazz) {
      if (clazz == null || !clazz.isPrimitive()) {
        return null;
      }
      @SuppressWarnings("unchecked")
      T cachedDefaultValue = (T) defaultValues.get(clazz);
      if (cachedDefaultValue != null) {
        return cachedDefaultValue;
      }
      @SuppressWarnings("unchecked")
      T defaultValue = (T) Array.get(Array.newInstance(clazz, 1), 0);
      defaultValues.put(clazz, defaultValue);
      return defaultValue;
    }

    public synchronized static <T> Method getMethod(Class<T> clazz, java.util.function.Function<T, ?> resolve) {
      AtomicReference<Method> methodReference = new AtomicReference<>();
      @SuppressWarnings("unchecked")
      T proxy = (T) Proxy.newProxyInstance(clazz.getClassLoader(), new Class[] { clazz }, new InvocationHandler() {

        @Override
        public Object invoke(Object p, Method method, Object[] args) {

          Method oldMethod = methodReference.getAndSet(method);
          if (oldMethod != null) {
            throw new IllegalArgumentException("Method was already called " + oldMethod);
          }
          Class<?> returnType = method.getReturnType();
          return getDefaultValue(returnType);
        }
      });

      resolve.apply(proxy);
      Method method = methodReference.get();
      if (method == null) {
        throw new RuntimeException(new NoSuchMethodException());
      }
      return method;
    }

    // R will accep common type Object :-( // see /programming/58337639
    <R, V extends R> Builder<T> with(Function<T, R> getter, V returnValue) {
      Method method = getMethod(clazz, getter);
      return withMethod(method, returnValue);
    }

    //typesafe :-) but i dont want to avoid implementing all types
    Builder<T> withValue(Function<T, Long> getter, long returnValue) {
      return with(getter, returnValue);
    }

    Builder<T> withValue(Function<T, String> getter, String returnValue) {
      return with(getter, returnValue);
    }

    T build() {
      @SuppressWarnings("unchecked")
      T proxy = (T) Proxy.newProxyInstance(clazz.getClassLoader(), new Class[] { clazz }, this);
      return proxy;
    }

    @Override
    public Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args) {
      Object returnValue = methodReturnValues.get(method);
      if (returnValue == null) {
        Class<?> returnType = method.getReturnType();
        return getDefaultValue(returnType);
      }
      return returnValue;
    }
  }

  static public interface MyInterface {
    String getName();

    long getLength();

    Long getNullLength();

    Long getFullLength();

    Number getNumber();
  }

  public static void main(String[] args) {
    MyInterface x = Builder.of(MyInterface.class).with(MyInterface::getName, "1").with(MyInterface::getLength, 1L).with(MyInterface::getNullLength, null).with(MyInterface::getFullLength, new Long(2)).with(MyInterface::getNumber, 3L).build();
    System.out.println("name:" + x.getName());
    System.out.println("length:" + x.getLength());
    System.out.println("nullLength:" + x.getNullLength());
    System.out.println("fullLength:" + x.getFullLength());
    System.out.println("number:" + x.getNumber());

    // java.lang.ClassCastException: class java.lang.String cannot be cast to long:
    // RuntimeException only :-(
    MyInterface y = Builder.of(MyInterface.class).with(MyInterface::getLength, "NOT A NUMBER").build();

    // java.lang.ClassCastException: java.lang.String cannot be cast to java.lang.Long
    // RuntimeException only :-(
    System.out.println("length:" + y.getLength());
  }

}

En el primer ejemplo, MyInterface::getLengthy "I am NOT an Integer"ayudó a resolver los parámetros genéricos Ty Ra MyInterfacey Serializable & Comparable<? extends Serializable & Comparable<?>>respectivamente.

// it compiles since String is a Serializable
Function<MyInterface, Serializable> function = MyInterface::getLength;
Builder.of(MyInterface.class).with(function, "I am NOT an Integer");

MyInterface::getLengthno siempre es a Function<MyInterface, Integer>menos que usted lo diga explícitamente, lo que llevaría a un error en tiempo de compilación como lo mostró el segundo ejemplo.

// it doesn't compile since String isn't an Integer
Function<MyInterface, Integer> function = MyInterface::getLength;
Builder.of(MyInterface.class).with(function, "I am NOT an Integer");

Es la inferencia de tipo que está jugando su papel aquí. Considere el genérico Ren la firma del método:

<R> Builder<T> with(Function<T, R> getter, R returnValue)

En el caso de la lista:

Builder.of(MyInterface.class).with(MyInterface::getLength, "I am NOT an Integer");

el tipo de Rse infiere con éxito como

Serializable, Comparable<? extends Serializable & Comparable<?>>

y a Stringimplica por este tipo, por lo tanto la compilación tiene éxito.

Para especificar explícitamente el tipo de Ry descubrir la incompatibilidad, uno simplemente puede cambiar la línea de código como:

Builder.of(MyInterface.class).<Integer>with(MyInterface::getLength, "not valid");

Esto se debe a que Rse puede inferir que su parámetro de tipo genérico es Object, es decir, las siguientes compilaciones:

Builder.of(MyInterface.class).with((Function<MyInterface, Object>) MyInterface::getLength, "I am NOT an Integer");

Esta respuesta se basa en las otras respuestas que explican por qué no funciona como se esperaba.

SOLUCIÓN

El siguiente código resuelve el problema al dividir la bifunción "con" en dos funciones fluidas "con" y "regresar":

class Builder<T> {
...
class BuilderMethod<R> {
  final Function<T, R> getter;

  BuilderMethod(Function<T, R> getter) {
    this.getter = getter;
  }

  Builder<T> returning(R returnValue) {
    return Builder.this.with(getter, returnValue);
  }
}

<R> BuilderMethod<R> with(Function<T, R> getter) {
  return new BuilderMethod<>(getter);
}
...
}

MyInterface z = Builder.of(MyInterface.class).with(MyInterface::getLength).returning(1L).with(MyInterface::getNullLength).returning(null).build();
System.out.println("length:" + z.getLength());

// YIPPIE COMPILATION ERRROR:
// The method returning(Long) in the type BuilderExample.Builder<BuilderExample.MyInterface>.BuilderMethod<Long> is not applicable for the arguments (String)
MyInterface zz = Builder.of(MyInterface.class).with(MyInterface::getLength).returning("NOT A NUMBER").build();
System.out.println("length:" + zz.getLength());

(es algo desconocido)