反射之初认识

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,我们可以得出结论:class(包括interface)的本质是数据类型(Type)。
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

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,只有JVM能创建Class实例,我们自己的Java程序是无法创建Class实例的
所以,JVM持有的每个Class实例都指向一个数据类型(class或interface)

反射之初认识

 

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classClass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 cls = 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 cls = 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 cls = Class.forName(java.lang.String);

因为Class实例在JVM中是唯一的,所以,上述方法获取的Class实例是同一个实例。可以用==比较两个Class实例:

Class cls1 = String.class;
String s = "hello";
Class cls2 = s.getClass();
System.out.println(cls1 == cls2); // true

因为反射的目的是为了获得某个实例的信息。因此,当我们拿到某个Object实例时,我们可以通过反射获取该Objectclass信息:

 1 public class Demo{
 2     public static void main(String[] args) {
 3         printObjectInfo("wang");
 4     }
 5     
 6     public static void printObjectInfo(Object object){
 7         Class cls = object.getClass();
 8         System.out.println(cls);  //class java.lang.String
 9     }
10 }

要从Class实例获取某个class的基本信息

 1 public class Demo12{
 2     public static void main(String[] args) {
 3         //字符串实例
 4         printClassInfo("".getClass());
 5         System.out.println("****************");
 6         //Runnable接口
 7         printClassInfo(Runnable.class);
 8         System.out.println("****************");
 9         printClassInfo(java.time.Month.class);
10         System.out.println("****************");
11         printClassInfo(int[].class);
12         System.out.println("****************");
13         printClassInfo(long.class);
14     }
15     
16     static void printClassInfo(Class cls){
17         //class全限定类名
18         System.out.println("Class name:" + cls.getName());
19         //class类名
20         System.out.println("Simple name:" + cls.getSimpleName());
21         //包名
22         if(cls.getPackage() != null){
23             System.out.println("Package name:" + cls.getPackage().getName());
24         }
25         //判断该类是否是接口
26         System.out.println("is interface:" + cls.isInterface());
27         //判断该类是否是枚举
28         System.out.println("is enum:" + cls.isEnum());
29         //判断该类是否是数组
30         System.out.println("is array:" + cls.isArray());
31         //判断该类是否是基本类型
32         System.out.println("is primitive:" + cls.isPrimitive());
33     }
34 }

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对象
Class cls = String.class;
//创建一个String对象
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。

 1 public class Demo{
 3     public static void main(String[] args){
 4         if(args.length > 0){
 5             create(args[0]);
 6         }
 7     }
 8     
 9     static void create(String name){
10         Person p = new Person(name);
11     }
12     
13 }

当执行Demo.java时,由于用到了Demo,因此,JVM首先会把Demo.class加载到内存。然而,并不会加载Person.class,除非程序执行到create()方法,JVM发现需要加载Person类时,才会首次加载Person.class。如果没有执行create()方法,那么Person.class根本就不会被加载

这就是JVM动态加载class的特性

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:

 1 //Commons logging优先使用Log4j
 2     LogFactory factory =  null;
 3     if(isClassPresent("org.apache.logging.log4j.Logger")){
 4         factory = createLog4j();
 5     }else{
 6         factory = createJdkLog();
 7     }
 8     
 9     boolean isClassPresent(String name){
10         try{
11             Class.forName(name);
12             return true;
13         }catch(Exception e){
14             return false;
15         }
16         
17     }

这就是为什么我们只需要吧Log4j的jar包放到classpath中,Commons Logging就会自动使用Log4j的原因

小结

1.JVM为每个加载的classinterface创建了对应的Class实例来保存classinterface的所有信息;

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

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

4.JVM总是动态加载class,可以在运行期根据条件来控制加载class。

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