深入理解java的反射

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要想理解反射的原理，首先要了解什么是類型信息。Java讓我們?cè)谶\(yùn)行時(shí)識(shí)別對(duì)象和類的信息，主要有2種方式：一種是傳統(tǒng)的RTTI，它假定我們?cè)诰幾g時(shí)已經(jīng)知道了全體的類型信息；另一種是反射機(jī)制，它允許我們?cè)谶\(yùn)行時(shí)察覺(jué)和使用類的信息。

1、Class對(duì)象

理解RTTI在Java中的工作原理，首先需要知道類型信息在運(yùn)行時(shí)是如何表示的，這是由Class對(duì)象來(lái)完成的，它包含了與類有關(guān)的信息。Class對(duì)象就是用來(lái)創(chuàng)造全體“常規(guī)”對(duì)象的，Java使用Class對(duì)象來(lái)執(zhí)行RTTI，即使你正在執(zhí)行的是類似類型轉(zhuǎn)換這樣的操作。

每個(gè)類都會(huì)產(chǎn)生一個(gè)對(duì)應(yīng)的Class對(duì)象，也就是保存在.class文件。全體類都是在對(duì)其第一次使用時(shí)，動(dòng)態(tài)加載到JVM的，當(dāng)程序創(chuàng)造一個(gè)對(duì)類的靜態(tài)成員的引用時(shí)，就會(huì)加載這個(gè)類。Class對(duì)象僅在需要的時(shí)候才會(huì)加載，static初始化是在類加載時(shí)舉行的。

publicclassTestMainpublicstaticvoidmainString[]argsSystem.out.printlnXYZ.name;classXYZpublicstaticStringname=luoxn28;staticSystem.out.printlnxyz靜態(tài)塊;publicXYZSystem.out.printlnxyz構(gòu)造了;

輸出結(jié)果為：

類加載器首先會(huì)檢查這個(gè)類的Class對(duì)象是否已被加載過(guò)，假設(shè)尚未加載，默認(rèn)的類加載器就會(huì)根據(jù)類名查找對(duì)應(yīng)的.class文件。

想在運(yùn)行時(shí)使用類型信息，務(wù)必獲取對(duì)象譬如類Base對(duì)象的Class對(duì)象的`引用，使用功能Class.forName“Base”可以實(shí)現(xiàn)該目的，或者使用base.class。留神，有一點(diǎn)很好玩，使用功能”.class”來(lái)創(chuàng)造Class對(duì)象的引用時(shí)，不會(huì)自動(dòng)初始化該Class對(duì)象，使用forName會(huì)自動(dòng)初始化該Class對(duì)象。為了使用類而做的打定工作一般有以下3個(gè)步驟：

加載：由類加載器完成，找到對(duì)應(yīng)的字節(jié)碼，創(chuàng)造一個(gè)Class對(duì)象

鏈接：驗(yàn)證類中的字節(jié)碼，為靜態(tài)域調(diào)配空間

初始化：假設(shè)該類有超類，那么對(duì)其初始化，執(zhí)行靜態(tài)初始化器和靜態(tài)初始化塊

publicclassBasestaticintnum=1;staticSystem.out.printlnBase+num;publicclassMainpublicstaticvoidmainString[]args//不會(huì)初始化靜態(tài)塊Classclazz1=Base.class;System.out.println;//會(huì)初始化Classclazz2=Class.forNamezzz.Base;

2、類型轉(zhuǎn)換前先做檢查

編譯器將檢查類型向下轉(zhuǎn)型是否合法，假設(shè)不合法將拋出奇怪。向下轉(zhuǎn)換類型前，可以使用instanceof判斷。

classBaseclassDerivedextendsBasepublicclassMainpublicstaticvoidmainString[]argsBasebase=newDerived;ifbaseinstanceofDerived//這里可以向下轉(zhuǎn)換了System.out.printlnok;elseSystem.out.printlnnotok;

3、反射：運(yùn)行時(shí)類信息

假設(shè)不知道某個(gè)對(duì)象確實(shí)切類型，RTTI可以報(bào)告你，但是有一個(gè)前提：這個(gè)類型在編譯時(shí)務(wù)必已知，這樣才能使用RTTI來(lái)識(shí)別它。Class類與java.lang.reflect類庫(kù)一起對(duì)反射舉行了支持，該類庫(kù)包含F(xiàn)ield、Method和Constructor類，這些類的對(duì)象由JVM在啟動(dòng)時(shí)創(chuàng)造，用以表示未知類里對(duì)應(yīng)的成員。這樣的話就可以使用Contructor創(chuàng)造新的對(duì)象，用get和set方法獲取和修改類中與Field對(duì)象關(guān)聯(lián)的字段，用invoke方法調(diào)用與Method對(duì)象關(guān)聯(lián)的方法。另外，還可以調(diào)用getFields、getMethods和getConstructors等大量便利的方法，以返回表示字段、方法、以及構(gòu)造器對(duì)象的數(shù)組，這樣，對(duì)象信息可以在運(yùn)行時(shí)被完全確定下來(lái)，而在編譯時(shí)不需要知道關(guān)于類的任何事情。

反射機(jī)制并沒(méi)有什么神秘之處，當(dāng)通過(guò)反射與一個(gè)未知類型的對(duì)象打交道時(shí)，JVM只是簡(jiǎn)樸地檢查這個(gè)對(duì)象，看它屬于哪個(gè)特定的類。因此，那個(gè)類的.class對(duì)于JVM來(lái)說(shuō)務(wù)必是可獲取的，要么在本地機(jī)器上，要么從網(wǎng)絡(luò)獲取。所以對(duì)于RTTI和反射之間的真正識(shí)別只在于：

RTTI，編譯器在編譯時(shí)開(kāi)啟和檢查.class文件

反射，運(yùn)行時(shí)開(kāi)啟和檢查.class文件

publicclassPersonimplementsSerializableprivateStringname;privateintage;//get/set方法publicstaticvoidmainString[]argsPersonperson=newPersonluoxn28,23;Classclazz=person.getClass;Field[]fields=clazz.getDeclaredFields;forFieldfield:fieldsStringkey=field.getName;PropertyDescriptordescriptor=newPropertyDescriptorkey,clazz;Methodmethod=descriptor.getReadMethod;Objectvalue=method.invokeperson;System.out.printlnkey+:+value;

以上通過(guò)getReadMethod方法調(diào)用類的get函數(shù)，可以通過(guò)getWriteMethod方法來(lái)調(diào)用類的set方法。通常來(lái)說(shuō)，我們不需要使用反射工具，但是它們?cè)趧?chuàng)造動(dòng)態(tài)代碼會(huì)更有用，反射在Java中用來(lái)支持其他特性的，例如對(duì)象的序列化和JavaBean等。

4、動(dòng)態(tài)代理

代理模式是為了供給額外或不同的操作，而插入的用來(lái)替代”實(shí)際”對(duì)象的對(duì)象，這些操作涉及到與”實(shí)際”對(duì)象的通信，因此代理通常充當(dāng)中間人角色。Java的動(dòng)態(tài)代理比代理的思想更前進(jìn)了一步，它可以動(dòng)態(tài)地創(chuàng)造并代理并動(dòng)態(tài)地處理對(duì)所代理方法的調(diào)用。在動(dòng)態(tài)代理上所做的全體調(diào)用都會(huì)被重定向到單一的調(diào)用處理器上，它的工作是透露調(diào)用的類型并確定相應(yīng)的策略。以下是一個(gè)動(dòng)態(tài)代理例如：

接口和實(shí)現(xiàn)類：

publicinterfaceInterfacevoiddoSomething;voidsomethingElseStringarg;publicclassRealObjectimplementsInterfacepublicvoiddoSomethingSystem.out.printlndoSomething.;publicvoidsomethingElseStringargSystem.out.printlnsomethingElse+arg;

動(dòng)態(tài)代理對(duì)象處理器：

publicclassDynamicProxyHandlerimplementsInvocationHandlerprivateObjectproxyed;publicDynamicProxyHandlerOxyed=proxyed;@OverridepublicObjectinvokeObjectproxy,Methodmethod,Object[]argsthrowsIllegalAccessException,IllegalArgumentException,InvocationTargetExceptionSystem.out.println代理工作了.;returnmethod.invokeproxyed,args;

測(cè)試類：

publicclassMainpublicstaticvoidmainString[]argsRealObjectreal=newRealObject;Interfaceproxy=InterfaceProxy.newProxyInstanceInterface.class.getClassLoader,newClass[]Interface.class,newDynamicProxyHandlerreal;proxy.doSomething;proxy.somethingElseluoxn28;

輸出結(jié)果如下：

通過(guò)調(diào)用Proxy靜態(tài)方法Proxy.newProxyInstance可以創(chuàng)造動(dòng)態(tài)代理，這個(gè)方法需要得到一個(gè)