在读一些框架源码,学习高手的编程逻辑之时,常常看不懂代码,甚至会怀疑自己是不是真的是一个java程序员,为何别人写得java代码,几乎不能看懂。
原因是在很多框架源码中,有大量反射技术的运用,对反射技术的不了解,造成阅读源码困难。可以说反射是框架的基石,因此下决心要先学会反射的基本原理,此文是我学习反射机制过程中,对反射原理的个人认知的总结。
用官方的说法,反射(reflection)机制是指在程序的运行状态中,可以构造任意一个类的对象,可以了解任意一个对象所属的类,可以了解任意一个类的成员变量和方法,可以调用任意一个对象的属性和方法。反射是动态语言的关键。
反射,是一个很抽象的概念,我觉得要想搞清楚反射,需要有两个基础。
一是对面向对象的了解。java被称为是一种面向对象的编程语言。而编程语言是什么?编程语言可以说是一种告诉计算机如果操作数据的语言。这其中有两个点,一个是操作,一个是数据,编程无非是告诉计算机,对数据执行哪些操作。比如说一个记录网页浏览人数的程序,有人打开网页时,告诉计算机,把 浏览人数 (数据),加上1(操作)。 而面向对象就是把操作和数据封装到一个个对象中,以此对程序代码达到分门别类的作用,这就有点类似把一个大文件,拆分到多个文件夹中的情况。而类型,则是对对象的描述,可以说是对象的元数据。
二是java的运行机制。java是通过一个叫JVM的程序,把类文件加载到内存中,然后执行其中的指令。JVM加载class文件过程,分为加载、链接、初始化三个步骤,把class的二进制文件加载到内存中,放入方法区中。与此同时,生成一个Class类型的对象,这个Class类型,是描述类型的类型。打个比喻,比如说一个动物园,每一种动物有一个人类管理员,而动物园园长是所有人类管理员的管理员。对于java对象而言,它们是来自于我们定义的类型信息,类型是描述对象信息的元数据,而Class类型也是一种类型,它把类型视作对象,它是描述类型的类型。我们定义一个类型(class)时,会定义它的filed和method。而Class类型,即描述类的类型,它的属性就是类的名称,类的方法,它的方法就是获取类的名称,获取类的方法,获取类的构造器等等等
比如我们定义了一个Dog类型,它有一个dogName属性,描述的是这只狗狗的名字,他有一个bark()方法,描述的是狗吠的行为。通过这个类型,我们可以实例化一个狗对象,这个狗对象的名字叫大白,它叫的行为是每隔5分钟叫一次。我们可以用一个对象来描述狗这个类型,这个类型的名字是狗,这个类型的属性有dogName,这个类型的方法有bark(),这个类型的构造器有默认的,这个类型的访问修饰符是public的,这个类型的父类是Object。等等等等。这个类型就是狗的类对象,它描述了狗这个类型的信息,它是Class类的实例对象。
JVM运行时,加载每一个类到内存之后,都会为它创建一个类对象,即Class类型的对象,用来描述这个类的信息。而后通过这个类创建的对象,则被称为这个类的实例对象。所以,搞清楚,一个类,在jvm可以存在两种类型,一种是类对象,一种是实例对象。类对象描述类型的信息,实例对象是根据类型信息创建出来的对象。
反射的核心,就是类的类对象。通过获取类的类对象,可以得到这个类的所有信息,通过类对象,就可以创建类的实例对象。
我们说通过类的类对象创建类的实例对象,提供了一种动态创建对象的方式。关于这样动态创建对象有什么好处,以后抽空再聊