浅谈 Java 中的 Class 类

最新推荐文章于 2024-05-29 14:42:00 发布

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本文深入探讨Java中的Class类，解析其构造方法及如何通过不同方式获取Class对象，同时介绍了如何利用Class对象创建类实例。

最近一段时间，对于 java 的反射比较感兴趣，于是打算通过深入学习来更好的了解反射的实现机制。于是开始查阅有关反射的博文，但是在学习的过程中，发现 Class 类始终伴随着反射出现。因为多少接触过 Class类，所以有关反射的代码还是能看懂的，不会影响我学习反射的知识，本就可以直接略过。

但是仔细一想，学习是一个主动的过程，要积极的去解决每一个小的问题，争取在求知过程中不留存疑惑，否则到最后会发现因为这些小问题的存在，使得自己的理解始终停在“知其然，不知所以然”的层面。既然接触到了 Class 类，就应该顺带消化了，这样的才能学到更多的东西。

后续我会和大家分享我在学习反射时的一些心得，在此之前，先分享一下我学习 Class 类的一些体会哈。此次分享没有太多高深的知识，但是还是觉得只要您认真的看完本文，多少会有收获的，哪怕是巩固一下也不错，嘿嘿 : )

面向对象

我们都知道，java 是一门面向对象的语言。在面向对象的世界里，万事万物皆对象，除了静态成员（因为静态成员属于某个类，而不是对象）和普通数据类型。

在面向对象的语言中，我们擅长将现实世界中的一个实际存在的事物抽象并封装成一个类，并在类中添加相应的成员变量（属性）和方法，然后我们就可以创建该类的对象，该对象持有属于自己的成员变量和方法。

既然万事万物皆对象，那么我们的类是不是对象呢？是的，我们写的每一个类都是对象，是 java.lang.Class 类的对象。也就是说，每一个类既有自己的对象，同时也是 Class 类的对象。那么，该如何表示 Class 类的对象呢，让我们接着往下看，以进一步了解 Class 类。

java.lang.Class 类

初识 Class 类

很遗憾直到现在我才认识到 Class 的意义，不敢说这次接触就彻底弄懂了 Class 类，但至少目前所理解的内容可以帮助我更好的分析其他问题了。

都说学习技术最好的方法就是查看源码和官方 API ，那么这次我也这么来，虽然我技术一般，但是格调还是要跟上的！我发现了一篇比较好的从源码角度分析 Class 类的博客，在这里推荐给大家，感兴趣的可以跟着这篇文章把 Class 类的源码过一遍，一定会有收获的。当然，您现在不看也没关系，因为推荐的博客中只有一点是我接下来要强调的，我会在后面给大家概括出来。点我跳转

先来看看 Class 类的构造方法（有删减）：

    /*
     * Private constructor. 
     * Only the Java Virtual Machine
     * creates Class objects.
     */
    private Class(ClassLoader loader) {
        classLoader = loader;
    }

根据注释可知，Class 类的构造方法是私有的，只有 Java 虚拟机可以创建该类的对象，因此我们无法在代码中显式地声明一个 Class 对象。这就是我要强调的内容，其对于后面内容的理解十分重要。

Class 类与其他类的关系

由类或类对象得到 Class 类的对象

自定义一个类 MyClass，并声明该类的对象：

class MyClass{}

MyClass mClass1 = new MyClass();

在上面说过，Class 类的构造方法是私有的，只有 java 虚拟机可以调用该方法创建该类的对象。也就是说我们无法像定义普通类对象一样，通过 new 直接创建 Class 类的对象。

但是，我们依然可以通过其他方式得到 Class 类的对象

通过类的静态成员表示。每个类都有一个隐含的静态成员class，表示如下：
```
Class c1 = MyClass.class;
```
- 1
通过类对象的 getClass() 方法。由1不难理解，既然存在静态变量，那么通过对象的 getter 方法，就可以获取静态成员class：
```
Class c2 = mClass1.getClass();
```
- 1

通过 Class 类的静态方法 forName() 方法获取 Class 的对象。区别于通过 new 创建对象（编译时静态加载），在开发时如果我们需要动态加载我们的功能模块，该方法可以帮助我们实现在程序运行时类的动态加载。

try {
        //注意，forName()需要传入类的全路径
        //如果当前类与参数类在同一包下即可省略包名
        mClass = Class.forName("custom.OtherClass");
    } catch (ClassNotFoundException e) {
        e.printStackTrace();
    }

如果我们的程序中没有 OtherClass 这个类，使用 Class.forName() 动态加载时，在程序编译时刻是不会报错的，只有在运行时刻检测到没有该类才会出错。

类的动态加载和静态加载是 Java 中一个重要的知识点，但因为我们开发时通常都使用 IDE，其帮助我们自动实现了程序的编译和运行，使得我们常常忽略了程序的编译时和运行时状态。说着说着，我发现这块我有必要再写一篇博客记录一下，今天就先不讨论了。

由 Class 类的对象得到类的对象

我们可以通过类或类对象得到 Class 类的对象，反过来，我们也可以由 Class 类的对象得到类的对象：

MyClass mClass2 = (MyClass)c2.newInstance();

需要提醒您的是：c2.newInstance() 需要调用 MyClass 类的无参构造方法！如果 MyClass 类中存在显示的有参构造方法，会覆盖默认的无参构造方法，同时又没有显示的声明无参构造方法，那么执行这段代码时会直接导致程序Crash掉。下面为大家演示一下：

示例代码，请看注释：

/**
 * Created by Mr Rui on 2016/5/1.
 */
public class TestDemo {
    public static void main(String args[]){
        //得到 Class 对象 mClass
        Class mClass = MyClass.class;
        try {
            // 由 mClass 实例化 MyClass 的对象，
            // 需要调用 MyClass 的无参构造方法
            MyClass mMyClass = 
                    (MyClass) mClass.newInstance();
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

class MyClass{
    //有参构造方法，会覆盖默认的无参构造方法
    public MyClass(String s){}
}

程序异常：

java.lang.InstantiationException: MyClass
    at java.lang.Class.newInstance(Class.java:427)
    at TestDemo.main(TestDemo.java:12)
    at sun.reflect.NativeMethodAccessorImpl.invoke0(Native Method)
    at sun.reflect.NativeMethodAccessorImpl.invoke(NativeMethodAccessorImpl.java:62)
    at sun.reflect.DelegatingMethodAccessorImpl.invoke(DelegatingMethodAccessorImpl.java:43)
    at java.lang.reflect.Method.invoke(Method.java:497)
    at com.intellij.rt.execution.application.AppMain.main(AppMain.java:144)
Caused by: java.lang.NoSuchMethodException: MyClass.<init>()
    at java.lang.Class.getConstructor0(Class.java:3082)
    at java.lang.Class.newInstance(Class.java:412)
    ... 6 more

解决办法就是在 MyClass 中的显示的添加一个无参构造方法，就不再提供示例了。

针对这一点，相信有许多人在使用第三方框架或者开源库时，遇到过因为在类中添加了带参数的构造方法而导致程序出错的情况！针对这个，我的理解是：有些框架是基于反射实现的，它根据我们传入的类对象，使用其 newInstance() 方法获取 Class 对象，进而进行后续的反射操作（不在本文的讨论范围）。可是因为我们无意覆盖了默认的无参构造方法，导致程序无法正常获取 Class 对象，所以就出错了。说到这儿，您应该能理解其中缘由了吧！

这次分享的内容比较少，归结起来就是如何获取 Class 类的对象，以及如何由 Class 对象得到类对象。至于如何使用 Class 对象进行反射操作，如何实现程序运行时动态加载类，在后面的分享中会继续向大家介绍的。

我将所理解知识梳理并整理出来，一方面供大家参考交流，另一方面因为我也处在学习的阶段，希望能得到更多人的指导。如果文中有任何错误或遗漏的地方，还望您给予指正，我会积极完善！