Java基础知识9_反射1

反射

反射就是Reflection，Java的反射是指程序在运行期可以拿到一个对象的所有信息。

反射是为了解决在运行期，对某个实例一无所知的情况下，如何调用其方法。

 

Class类

除了int等基本类型外，Java的其他类型全部都是class（包括interface）。

仔细思考，可以得出结论：class（包括interface）的本质是数据类型。而无继承关系的数据类型无法赋值（如String和Double）。

而class是由JVM在执行过程中动态加载的。JVM在第一次读取到一种class类型时，将其加载进内存。

每加载一种class，JVM就为其创建一个Class类型的实例，并关联起来。

注意：这里的Class类型是一个名叫Class的class（类）：
public final class Class {
private Class() {}
}

以String类为例，当JVM加载String类时，它首先读取String.class文件到内存，然后，为String类创建一个Class实例并关联起来：
Class cls = new Class(String);

这个Class实例是JVM内部创建的，如果我们查看JDK源码，可以发现Class类的构造方法是private。所以，只有JVM能创建Class实例。

JVM持有的每个Class实例都指向一个数据类型（class或interface）。每个Class实例包含了该class的所有完整信息。

由于JVM为每个加载的class创建了对应的Class实例，并在实例中保存了该class的所有信息，包括类名、包名、父类、实现的接口、所有方法、字段等，因此，如果获取了某个Class实例，我们就可以通过这个Class实例获取到该实例对应的class的所有信息。

这种通过Class实例获取class信息的方法称为反射（Reflection）。

如何获取一个class的Class实例？有三个方法。

方法一：直接通过一个class的静态变量class获取：

Class cls1 = String.class;

方法二：如果我们有一个实例变量，可以通过该实例变量提供的getClass()方法获取：

String s = "Hello";
Class cls2 = s.getClass();

方法三：如果知道一个class的完整类名，可以通过静态方法Class.forName()获取

Class cls3 = Class.forName("java.lang.String");

因为Class实例在JVM中是唯一的，所以，上述三种示例方法获取的Class实例是同一个实例。

可以用==比较两个Class实例：

boolean sameClass = cls1 == cls2; // true

注意Class实例比较==和instanceof的差别，前者可以精确地判断数据类型，后者不但匹配指定类型，还匹配指定类型的子类。

反射的目的是为了获得某个实例的信息。因此，拿到某个Object实例时，可以通过反射获取该Object的class信息：
void printObjectInfo(Object obj) {
Class cls = obj.getClass();
cls.getName()
cls.getSimpleName()
if (cls.getPackage() != null) {
cls.getPackage().getName()
}
cls.isInterface()
cls.isEnum()
cls.isArray()
cls.isPrimitive()
}

数组（例如String[]）也是一种Class，而且不同于String.class，它的类名是[Ljava.lang.String。
此外，JVM为每一种基本类型如int也创建了Class，通过int.class访问。

如果获取到了一个Class实例，我们就可以通过该Class实例来创建对应类型的实例：
// 获取String的Class实例:
Class cls = String.class;
// 创建一个String实例:
String s = (String) cls.newInstance();
上述代码相当于new String()。通过Class.newInstance()可以创建类实例，它的局限是：只能调用public的无参数构造方法。带参数的构造方法，或者非public的构造方法都无法通过Class.newInstance()被调用。

动态加载

JVM在执行Java程序的时候，并不是一次性把所有用到的class全部加载到内存，而是第一次需要用到class时才加载。

例如：

// Main.java
public class Main {
public static void main(String[] args) {
if (args.length > 0) {
create(args[0]);
}
}
static void create(String name) {
Person p = new Person(name);
}
}
JVM首先会把Main.class加载到内存，不会加载Person.class。
如果没有执行create()方法，那么Person.class不会被加载。

动态加载class的特性对于Java程序非常重要。利用JVM动态加载class的特性，我们才能在运行期根据条件加载不同的实现类。

例如，Commons Logging总是优先使用Log4j，只有当Log4j不存在时，才使用JDK的logging。利用JVM动态加载特性，大致的实现代码如下：
// Commons Logging优先使用Log4j:
LogFactory factory = null;
if (isClassPresent("org.apache.logging.log4j.Logger")) {
factory = createLog4j();
} else {
factory = createJdkLog();
}
这就是为什么我们只需要把Log4j的jar包放到classpath中，Commons Logging就会自动使用Log4j的原因。

小结
JVM为每个加载的class及interface创建了对应的Class实例来保存class及interface的所有信息；

获取一个class对应的Class实例后，就可以获取该class的所有信息；

通过Class实例获取class信息的方法称为反射（Reflection）；

JVM总是动态加载class，可以在运行期根据条件来控制加载class。