Class對象和Java反射機(jī)制

Rainie 發(fā)布于2019-08-14 15:21 / 1461人閱讀

摘要：四后記理解好對象不僅能讓我們更好的認(rèn)識一切皆對象這個(gè)觀點(diǎn)，對之后學(xué)習(xí)泛型，類型擦除都是很有幫助的，而對于反射機(jī)制我們只需在適當(dāng)?shù)膱龊侠盟纯伞?/p>

一前言

很多書上都說，在java的世界里，一切皆對象。其實(shí)從某種意義上說，在java中有兩種對象：實(shí)例對象和Class對象。實(shí)例對象就是我們平常定義的一個(gè)類的實(shí)例：

/**
 * Created by aristark on 3/28/16.
 */
public class Person {
    
}

然后利用new關(guān)鍵字：

public class Person {
    public static void main(String[] args){
        Person p = new Person();
    }
}

而Class對象是沒辦法用new關(guān)鍵字得到的，因?yàn)樗莏vm生成用來保存對應(yīng)類的信息的,換句話說，當(dāng)我們定義好一個(gè)類文件并編譯成.class字節(jié)碼后，編譯器同時(shí)為我們創(chuàng)建了一個(gè)Class對象并將它保存.class文件中。我不知道這樣描述是否妥當(dāng)，因?yàn)槲乙惨娺^某些書上直接把.class文件稱之為Class對象。同時(shí)在jvm內(nèi)部有一個(gè)類加載機(jī)制，即在需要的時(shí)候(懶加載)將.class文件和對應(yīng)的Class對象加載到內(nèi)存中?？傊羞@樣一個(gè)意識，Person.java文件編譯成Person.class的同時(shí)也會產(chǎn)生一個(gè)對應(yīng)的Class對象。

二 Class對象的獲得

上面說了，Class對象是jvm用來保存對象實(shí)例對象的相關(guān)信息的，除此之外，我們完全可以把Class對象看成一般的實(shí)例對象，事實(shí)上所有的Class對象都是類Class的實(shí)例。得到一個(gè)實(shí)例對象對應(yīng)的Class對象有以下三種方式：
1.通過實(shí)例變量的getClass()方法：

        Dog dog = new Dog();
        Class d = dog.getClass();

2.通過類Class的靜態(tài)方法forName():

 try {
            Class dog1 = Class.forName("Dog");
        } catch (ClassNotFoundException e) {
            e.printStackTrace();
        }

3.直接給出對象類文件的.class：

Class dog2 = Dog.class;

三 Class對象的使用和反射

JAVA反射機(jī)制是在運(yùn)行狀態(tài)中，對于任意一個(gè)類，都能夠知道這個(gè)類的所有屬性和方法；對于任意一個(gè)對象，都能夠調(diào)用它的任意一個(gè)方法和屬性；這種動態(tài)獲取的信息以及動態(tài)調(diào)用對象的方法的功能稱為java語言的反射機(jī)制。
簡而言之，我們可以從.class逆向到.java(反編譯)，我們可以通過反射機(jī)制來訪問一個(gè)類java對象的屬性，方法，甚至我們可以輕易改變一個(gè)私有成員，看代碼,我們先來定義一個(gè)Cat類：

class Cat{
    public static int count;
    public int age;
    private String name;
    
    static {
        count = 0;
    }
    
    public Cat(){
        age = count++;
        System.out.println("this is class Cat!");

    }
    
    public void run(){
        
    }
    
    private void ruff(){}
}

注意到我們的類中包含靜態(tài)成員，私有變量，靜態(tài)初始化以及私有方法。這里在提一下所謂的懶加載：當(dāng)Cat.java編譯成Cat.class文件后并不會立即被加載到內(nèi)存，而是在它的的靜態(tài)成員第一次被訪問時(shí)才被加載(這么看來，Cat的默認(rèn)構(gòu)造方法也是靜態(tài)的！)

 Class c = Cat.class;
        Field[] fields = c.getDeclaredFields();
        for (Field field : fields){
            System.out.println(field);
        }

結(jié)果如下：

public static int Cat.count
public int Cat.age
private java.lang.String Cat.name

可以看到我們輕而易舉的得到了Cat類的字段信息，再來：

Method[] methods = c.getDeclaredMethods();
        for (Method method : methods){
            System.out.println(method);
        }

結(jié)果如下：

public void Cat.run()
private void Cat.ruff()

好玩吧，我們竟然可以在運(yùn)行時(shí)得到類的信息。同時(shí)我們發(fā)現(xiàn)Cat類中的靜態(tài)初始化代碼段并沒有執(zhí)行。接下來我們通過Class對象來獲得對應(yīng)的實(shí)例對象：

try {
            Cat cat = (Cat) c.newInstance();
        } catch (InstantiationException e) {
            e.printStackTrace();
        } catch (IllegalAccessException e) {
            e.printStackTrace();
        }

這時(shí)候靜態(tài)代碼塊執(zhí)行了：

this is class Cat!

接下來我們做一件神奇的事情：

try {
            Class catClass = Class.forName("Cat");
            Field name = catClass.getDeclaredField("name");
            name.setAccessible(true);
            Cat cat2 = (Cat) catClass.newInstance();
            name.set(cat2,"Aristark");
            System.out.println(cat2.getName());
        } catch (ClassNotFoundException e) {
            e.printStackTrace();
        } catch (IllegalAccessException e) {
            e.printStackTrace();
        } catch (InstantiationException e) {
            e.printStackTrace();
        } catch (NoSuchFieldException e) {
            e.printStackTrace();
        }

這次我們使用Class.forname()來獲取Class對象，它的作用是讓jvm查找并加載指定的類，也就是說Cat類的靜態(tài)代碼塊會被執(zhí)行。其次值得注意的是，我們通過Class的幾個(gè)方法訪問了原本不可以被訪問的name屬性：

this is class Cat!
Aristark

從這個(gè)意義上來說，反射機(jī)制并不符合OOP的思想，所以我們僅在必要的時(shí)候使用這個(gè)特性就行了。

四后記

理解好Class對象不僅能讓我們更好的認(rèn)識一切皆對象這個(gè)觀點(diǎn)，對之后學(xué)習(xí)泛型，類型擦除都是很有幫助的，而對于java反射機(jī)制我們只需在適當(dāng)?shù)膱龊侠盟纯伞＃海╆P(guān)于這兩個(gè)知識的深入學(xué)習(xí)稍后我會貼出一些有借鑒意義的文章，大家要關(guān)注哦～

我的微信號是aristark，歡迎交流指正！