Java的反射机制

Java的反射机制

什么是反射？

Java的反射是指程序在运行期间可以拿到一个对象的所有信息。

正常情况下，如果我们要调用一个对象的方法，或者访问一个对象的字段，通常会传入对象的实例。

import cn.wustxiao.learnjava.Person;

public class Main{
  String getFullName(Person p){
    return p.getFirstName() + " " + p.getLastName();
  }
}

但是如果不能获得Person类，只有一个Object实例，比如这样：

String getFullName(Object obj){
  return ???
}

所以，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）。例如：

• String
• Object
• Runnable
• Exception

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）。无继承关系的数据类型无法赋值：

Number n = new Double(123.456); // OK
String s = new Double(123.456); // compile error!

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)

一个Class实例包含了该class的所有完整信息：

Class Instance   -- String
name = "java.lang.String"
package = "java.lang"
super = "java.lang.Object"
interface = CharSequence...
field = value[],hash,...
method = indexOf()...

如何通过Class实例获取到该实例对应的class的所有方法

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Clsss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

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 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();

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

boolean sameClass = cls1 = cls2 = cls3; // true

注意一下Class实例比较和instanceOf的差别

Integer n = new Integer(123);

boolean b3 = n instanceof Integer; // true
boolean b4 = n instanceof Number;	 // true

boolean b1 = n.getClass() == Integer.class;  // true
boolean b2 = n.getClass() == Number.class;   // false

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。