Class类是反射与加载器最常用的核心类，最近计划写一个JAVA加载器框架，决定重新温习相关接口和类的源码文档，实践相关用法以消除心中所存不确定。

• 目录结构

1. 类说明
2. 对象创建
3. UML类图
4. 类成员方法
5. 学习总结

1 类说明

翻译Class类源码英文文档，分段翻译并配合理解和例子加深印象。

英文：Instances of the class {@code Class} represent classes and interfaces in a running Java application.
中文：在一个运行中的JAVA程序，Class类的实例，代表用关键字class或interface声明的对象，如public class AnyObject与public interface AnyInterface。

英文：An enum is a kind of class and an annotation is a kind of interface.
中文：Enum-枚举是一种Class类型，Annotation-注解是一种接口类型。

英文：Every array also belongs to a class that is reflected as a {@code Class} object that is shared by all arrays with the same element type and number of dimensions.
中文：每一个数组属于一个类，按照数组元素类型和维度被反射为一个类对象，这个类对象被具有相同元素类型和维度的数组共享。

应用理解

英文：The primitive Java types ({@code boolean}, {@code byte}, {@code char}, {@code short},{@code int}, {@code long}, {@code float}, and {@code double}), and the keyword {@code void} are also represented as {@code Class} objects.
中文：JAVA原始类型boolean / byte / char / short / int / long / float / double 与void关键字，也都有一种类对象代表。

原始类型与类对象对应表

注意：原始类型与对象类型的Class不一样，类型缩写在.class文件中用到。另外，class或interface的类型缩写为L。

2 对象创建

英文：{@code Class} has no public constructor. Instead {@code Class} objects are constructed automatically by the Java Virtual Machine as classes are loaded and by calls to the {@code defineClass} method in the class loader.
中文：Class没有公有构造器函数，虚拟机装载类对象或被调用ClassLoader的defineClass方法时，Class对象实例被JAVA虚拟机自动构造。

Class对象实例的获取方式

• 对象实例调用getClass方法

Thread thobj = new Thread();
Class clazz = thobj.getClass();
System.out.println(clazz.getName());

对任何对象类型的实例，调用getClass()函数可以获取对象类型。

• 类字面量.class方式

Class clazz = String.class;
System.out.println(clazz.getName());

类字面量，就是指用class关键字声明的对象名称，如public class Foo {}，Foo就是这个类的类字面量。

• 静态函数forName

Class<?> clazz = Class.forName("java.lang.ArrayList");

请求参数为对象类型的全限定名称，一般情况，不需要额外制定类加载器。

• 泛型类型的获取方式

Class<String> clazz = String.class
System.out.println(clazz.getName());

3 UML类图

• Class类声明

public final class Class<T> implements java.io.Serializable, GenericDeclaration, Type,  AnnotatedElement {
  //主体代码
}

声明分析
1 final关键字，Class类不能被继承；
2 实现AnnotatedElement接口，支持注解功能；
3 支持泛型，Class<T>声明，实现GenericDeclaration，支持获取泛型参数方法getTypeParameter；
4 实现Serializable接口，支持序列化。

• Class类图
  整理Class类实现的接口，依赖的类与接口。

  
  
  ClassUML类图.png

4 类成员方法

4.1 构造函数

函数声明：private Class(ClassLoader loader)

• 使用说明
  不能直接用new生成Class实例，也不提默认构造函数，直接由JVM在类装载或ClassLoader调用defineClass是调用。

4.2 成员方法

4.2.1 forName方法

• 方法作用
  静态方法forName通过类的全限定名称加载类对象，常用于反射功能模块。两个函数的区别主要区别在于第二个函数制定了一个类加载器，函数实现时增加对加载器的安全权限检查。
• 方法声明

public static Class<?> forName(String name) throws ClassNotFoundException
public static Class<?> forName(String name, bool isInit, ClassLoader loader) throws ClassNotFoundException

方法抛出异常还有LinkageError与ExceptionInInitializerError。
forName底层调用静态本地方法forName0函数：

private static native Class<?> forName0(String name,  boolean isInit, ClassLoader loader, Caller<?> caller) throws ClassNotFoundException;

4.2.2 newInstance方法

• 方法作用
  调用默认构造函数生成对象实例。
• 方法声明

@CallerSensitive
public T newInstance() throws InstantiationException, IllegalAccessException

• 函数分析

注解@CallerSensitive，表明函数执行是否成功与调用者权限有关，Class类代码首先调用系统安全管理器检查调用者对本类是否有访问权限；
方法无参数，就是说，只能生成具有默认无参构造函数的类实例；若需要调用含参数列表的构造函数，需要通过反射技术调用Constructor类的newInstance方法；

4.2.3 isInstance方法

• 方法作用
  判断本类型是否继承或实现参数制定的类或接口。
• 方法声明

public native boolean isInstance(Object obj);

返回值说明

4.2.4 isAssignedFrom方法

• 方法作用
  判断本类型是否为参数clazz的相同，或者是其子类或实现类。
• 方法声明

public native boolean isAssignedFrom(Class<?> clazz);

注意：与isInstance方法不同，这个参数是Class类型，而isInstance的参数是对象实例。

4.2.5 常用判断方法

public native boolean isInterface(); #判断是否为接口对象
public native boolean isArray(); #判断是否为数组对象
public native boolean isPrimitive(); #判断是否为原始类型，如byte, int等
public boolean isAnnotation(); #判断是否为注解类型
public boolean isSynthetic(); #判断是否为合成类，不是手动编写的静态类
public boolean isAnonymousClass(); #判断是否为匿名类
public boolean isLocalClass(); #判断是否为本地类
public boolean isMemberClass(); #判断是否为成员类
public boolean isEnum(); #判断是否为枚举类型

4.2.6 字段操作方法

4.2.6.1 getField

• 方法作用
  获取类声明的公有成员变量。
• 方法声明

@CallerSensitive
public Field getField(String name);

根据名称参数name获取类的同名字段，没有名称对应的字段将抛出NoSuchFieldException。

4.2.6.2 getFields

• 方法作用
  获取类声明的所有公有成员变量，返回Field数组，没有成员变量返回空数组。
• 方法声明

@CallerSensitive
public Field[] getFields() throws SecurityException;

4.2.6.3 getDeclaredField方法

• 方法作用
  获取类声明的同名成员变量，不管是公有还是私有，没有此名称成员变量抛出异常。
• 方法申明

public Field getDeclaredField(String name);

4.2.6.4 getDeclaredFields方法

• 方法作用
  获取类声明的所有成员变量，无论是公有还是私有，无成员变量返回空数组。

@CallerSensitive
public Field[] getDeclaredFields() throws SecurityException；

4.2.7 构造器方法

4.2.7.1 getConstrucutor

• 方法作用
  获取与参数列表类型匹配的公有构造函数。
• 方法申明

@CallerSensitive
public Constructor<T> getConstructor(Class<?>... paramTypes) throws NoSuchMethodException, SecurityException

4.2.7.2 getDeclaredConstructor

• 方法作用
  获取与参数列表类型匹配的构造函数，不论公有私有。
• 方法声明

@CallerSensitive
public Constructor<T> getDeclaredConstructor(Class<?>... paramTypes) throws NoSuchMethodException, SecurityException

4.2.7.3 getConstructors

• 方法作用
  获取类声明的所有公有构造函数，返回Constructor数组。
• 方法声明

@CallerSensitive
public Constructor[] getConstructors() throws SecurityException;

4.2.7.4 getDeclaredConstructors

• 方法作用
  获取类声明的所有构造函数，不论公有私有，返回Constructor数组。
• 方法声明

@CallerSensitive
public Constructor[] getDeclaredConstructors() throws SecurityException;

4.2.8 成员方法函数

4.2.8.1 getMethod

• 方法作用
  获取与参数列表类型匹配的公有方法。
• 方法申明

@CallerSensitive
public Method getMethod(Class<?>... paramTypes) throws NoSuchMethodException, SecurityException

4.2.8.2 getDeclaredMethod

• 方法作用
  获取与参数列表类型匹配的方法，不论公有私有。
• 方法声明

@CallerSensitive
public Method getDeclaredMethod(Class<?>... paramTypes) throws NoSuchMethodException, SecurityException

4.2.8.3 getMethods

• 方法作用
  获取类声明的所有公有方法，返回Method数组。
• 方法声明

@CallerSensitive
public Method[] getMethods() throws SecurityException;

4.2.8.4 getDeclaredMethods

• 方法作用
  获取类声明的所有方法，不论公有私有，返回Method数组。
• 方法声明

@CallerSensitive
public Method[] getDeclaredMethods() throws SecurityException;

4.2.9 getModifiers方法

• 方法作用
  获取类声明的访问修饰符，如public, protected, final等。
• 方法声明

public native int getModifiers();

4.2.10 getInterfaces方法

• 方法作用
  获取类实现的接口列表数组，返回Class<?>数组， 没有实现接口返回空数组。
• 方法声明

public Class<?>[] getInterfaces();

4.2.11 getClasses方法

• 方法作用
  获取类继承或实现接口的数组，返回Class<?>数组， 没有集成与实现接口返回空数组。
• 方法声明

public Class<?> getClasses();

注意：getClasses方法包含getInterfaces方法返回的接口数组，排序与源代码声明顺序一致。

4.2.12 getSuperclass方法

• 方法作用
  获取类的父类型，Class代表的类型可以是class / interface / 原始类型 / void。
• 方法声明

public native Class<? super T> getSuperclass();

• 返回值说明
  如果this是原始类型，父类型返回null；如果this代表一个数组，父类型返回java.lang.Object。

4.2.13 getPackage方法

• 方法作用
  返回类所在的包对象。
• 方法声明

public Package getPackage();

4.2.14 getComponentType方法

• 方法作用
  获取数组元素类型，如果this不是数组类型，返回null。
• 方法声明

public native Class<?> getComponentType()

• 应用示例
  数组String[]，函数返回数组元素类型java.lang.String。

4.2.15 getName方法

• 方法作用
  获取this对象的全限定名称。
• 方法声明

public String getName();

• 应用示例

1. 对象类型，如String.class.getName()，返回名称为java.lang.String；
2. 原始类型，如byte.class.getName()，返回名称与原始类型一样，这里返回"byte"；
3. 数组类型，分两种情况：1）原始类型数组，返回“前缀[ + 类型缩写"，如byte[5]，返回字符串”[B“；2）对象数组，返回前缀[ + 类型全限定名称”，如String[5]， 返回[Ljava.lang.String；
4. 多维数组，与数组类型格式一致，数组有几维、就有几个前缀[，如long[2][3][4][5]，返回字符串“[[[[J”；

4.2.16 注解操作方法

Spring / MyBatis就是调用Class类的注解操作方法，解析BEAN对象等的注解配置的，研究框架得多了解下这几个函数。

4.2.16.1 getAnnotation方法

• 方法作用
  根据注解的类型获取类声明的注解对象。
• 方法声明

public <A extends Annotation> A getAnnotation(Class<A> annotationType);

• 使用示例

@RestController("/message")
class MessageController {
    @RequestMapping(value="annotation")
    public String getAnnotation(){
        RestController obj =(RestController)this.getClass().getAnnotation(RestController.class);
        System.out.println(obj.value());
        return obj.value();
    }
}

4.2.16.2 getAnnotations方法

• 方法作用
  获取类声明的所有注解对象，返回Annotation数组，没有注解返回空数组。
• 方法声明

public Annotation[] getAnnotations();

4.2.16.3 isAnnotationPresent方法

• 方法作用
  返回类是否声明annotationType参数指定的注解。
• 方法声明

public boolean isAnnotationPresent(Annotation<? extends Annotation> annotationType) ;

• 方法示例

@Deprecated
public class App{
    public static void main(String[] args){
        /* 判断App类是否被Deprecated注解标识成Deprecated */
        boolean isOld = App.class.isAnnotationPresent(Deprecated.class);
    }
}

4.2.16.4 getAnnotationsByType方法

• 方法作用
  根据注解类型annotationType获取类声明的所有注解，返回Annotion[]。
• 方法声明

public <A extends Annotation> A[] getAnnotationsByType(Class<A extends Annotation> annotationType)

4.3 其它函数

Class类的方法还有不少，尤其是要研究几个内部类的作用，如EnclosingMethodInfo、ReflectionData等，了解其缓存优化等特点。

5 学习总结

Class类是反射技术的核心类

掌握forName方法使用，熟练使用构造函数、成员变量、成员变量获取函数

了解getSuperclass、getClasses与getInterfaces方法使用，动态代理过程常用

熟悉注解对象操作函数，框架对象属性配置经常用到