在运行时识别对象和类的信息有两种方式:
- RTTI(Run-Time Type Identification,运行时类型识别)
- 它假定我们在编译时已经知道了所有的类型信息
- 反射
- 它允许我们在运行时发现和使用类的信息
Class对象
Class对象包含了与类有关的信息。无论是RTTI还是反射都依赖于Class对象。
每个类都会产生一个对应的Class对象,也就是保存在.class文件。
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所有类都是在对其第一次使用时,动态加载到JVM的,当程序创建第一个对类的静态成员的引用时,就会加载这个类。
- 构造器也是静态方法,使用new操作符创建类的新对象也是对类静态成员的引用。
Class对象仅在需要的时候才会加载,static初始化是在类加载时进行的。
public class TestClass {
public static void main(String[] args) {
//System.out.println(XYZ.a);
//System.out.println(XYZ.b);
//new XYZ();
}
}
class XYZ {
final static int a = 5;
static int b = 6;
static {
System.out.println("init");
}
public XYZ() {
System.out.println("constructor");
}
}
分别执行main方法中被注释的三行代码,结果如下:
其中XYZ.a是编译期常量,即值在编译期就可以确定的常量。编译期常量初始化不会触发Class对象的初始化
XYZ.b是运行期常量,在运行期间才可以确定的常量,会触发Class对象的初始化。
new XYZ()的结果证实了构造器是静态方法。
获取Class对象的两种方法:
- Class.forName("XYZ")
- 返回Class对象的引用,并且初始化Class对象
- 一旦找不到XYZ这个类就会抛出ClassNotFoundException
- XYZ.class
- 返回Class对象的引用,不初始化Class对象
- 在编译时就检查是否存在XYZ这个类,无需放在try块中。
RTTI
在Java运行时,RTTI维护类的相关信息。
多态(polymorphism)是基于RTTI实现的。
Java中每个对象都有相应的Class类对象,因此,我们随时能通过Class对象知道某个对象“真正”所属的类。无论我们对引用进行怎样的类型转换,对象本身所对应的Class对象都是同一个。当我们通过某个引用调用方法时,Java总能找到正确的Class类中所定义的方法,并执行该Class类中的代码。由于Class对象的存在,Java不会因为类型的向上转换而迷失。这就是多态的原理。
反射
如果不知道某个对象的确切类型,RTTI可以告诉你,但是有一个前提:这个类型在编译时必须已知,这样才能使用RTTI来识别它。
Class类与java.lang.reflect类库一起对反射进行了支持,该类库包含Field、Method和Constructor类,这些类的对象由JVM在启动时创建,用以表示未知类里对应的成员。这样的话就可以使用Contructor创建新的对象,用get()和set()方法获取和修改类中与Field对象关联的字段,用invoke()方法调用与Method对象关联的方法。
另外,还可以调用getFields()、getMethods()和getConstructors()等许多便利的方法,以返回表示字段、方法、以及构造器对象的数组,这样,对象信息可以在运行时被完全确定下来,而在编译时不需要知道关于类的任何事情。
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反射机制并没有什么神奇之处,当通过反射与一个未知类型的对象打交道时,JVM只是简单地检查这个对象,看它属于哪个特定的类。因此,那个类的.class对于JVM来说必须是可获取的,要么在本地机器上,要么从网络获取。所以对于RTTI和反射之间的真正区别只在于:
- RTTI,编译器在编译时打开和检查.class文件
- 反射,运行时打开和检查.class文件
Class c = Class.forName("java.lang.Integer");
//获取所有的属性?
Field[] fs = c.getDeclaredFields();
//定义可变长的字符串,用来存储属性
StringBuffer sb = new StringBuffer();
//通过追加的方法,将每个属性拼接到此字符串中
//最外边的public定义
sb.append(Modifier.toString(c.getModifiers()) + " class " + c.getSimpleName() +"{\n");
//里边的每一个属性
for(Field field:fs){
sb.append("\t");//空格
sb.append(Modifier.toString(field.getModifiers())+" ");//获得属性的修饰符,例如public,static等等
sb.append(field.getType().getSimpleName() + " ");//属性的类型的名字
sb.append(field.getName()+";\n");//属性的名字+回车
}
sb.append("}");
System.out.println(sb);