Что такое ковариантность и контравариантность?

Формально, ковариантность/контравариантность типов – это сохранение/обращение порядка наследования для производных типов. Проще говоря, когда у ковариантных сущностей типами-параметрами являются родитель и наследник, они сами становятся как бы родителем и наследником. Контравариантные наоборот, становятся наследником и родителем.

Легче всего осознать эти понятия на примерах:

• Ковариантность: List<Integer> можно присвоить в переменную типа List<? extends Number> (как будто он наследник List<Number>).
• Контравариантность: в качестве параметра метода List<Number>#sort типа Comparator<? super Number> может быть передан Comparator<Object> (как будто он родитель Comparator<Number>).

Отношение типов «можно присвоить» – не совсем наследование, такие типы называются совместимыми (отношение «is a»).

Существует еще одно связанное понятие – инвариантность. Инвариантность – это отсутствие свойств ковариантности и контрвариантности. Дженерики без вайлдкардов инвариантны: List<Number> нельзя положить ни в переменную типа List<Double>, ни в List<Object>.

Массивы ковариантны: в переменную Object[] можно присвоить значение типа String[].

Переопределение методов начиная с Java 5 ковариантно относительно типа результата и типов исключений.