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Thinking in Java學(xué)習(xí)筆記——Type Information

liangzai_cool / 2971人閱讀

摘要：找到字節(jié)碼并創(chuàng)建一個(gè)對(duì)象。鏈接，檢驗(yàn)字節(jié)碼，為字段分配存儲(chǔ)空間，解決其對(duì)他類的引用。初始化，如果有父類則初始化父類，執(zhí)行靜態(tài)初始化器和靜態(tài)初始化區(qū)塊直到第一次訪問(wèn)靜態(tài)成員時(shí)初始化才執(zhí)行。如果成員不是編譯時(shí)常量由初始化器賦值，也會(huì)引起初始化。

有兩種形式在運(yùn)行時(shí)獲取類型信息：

傳統(tǒng)的RTTI

反射

Class對(duì)象

運(yùn)行時(shí)的類型信息是通過(guò)Class對(duì)象表現(xiàn)的，它包含了類的信息。所有“普通的”對(duì)象都是通過(guò)Class對(duì)象創(chuàng)建的。Java通過(guò)Class對(duì)象實(shí)現(xiàn)RTTI。

在你的程序中每個(gè)類都對(duì)應(yīng)一個(gè)Class對(duì)象。每次編寫并編譯一個(gè)新的類時(shí)都會(huì)創(chuàng)建一個(gè)相應(yīng)的Class對(duì)象，并且以.class文件儲(chǔ)存起來(lái)。JVM用class loader子系統(tǒng)創(chuàng)建對(duì)象。

JVM有一個(gè)原生的class loader用來(lái)加載“可信類”，包括JAVA API中的類。你也可以實(shí)現(xiàn)自己的帶有特殊目的的class loader并與原生的串聯(lián)起來(lái)。

在一個(gè)類第一次被訪問(wèn)static成員時(shí)，這個(gè)類則被加載到JVM。構(gòu)造函數(shù)也是靜態(tài)的，所以用new創(chuàng)建對(duì)象時(shí)也算訪問(wèn)了static成員。因此Java程序運(yùn)行前并不是完全加載了。

class loader先檢查類型的Class對(duì)象是否加載了，如果沒加載，class loader會(huì)找到.class文件（其他的class loader可能會(huì)從別處加載二進(jìn)制碼，比如從數(shù)據(jù)庫(kù)）。字節(jié)被加載之后會(huì)被驗(yàn)證一下有沒有損壞或者有沒有不安全的代碼。

Class對(duì)象被加載到內(nèi)存之后，將被用來(lái)創(chuàng)建這個(gè)類型的所有對(duì)象。

所有Class對(duì)象都屬于Class類，和其他類一樣可以使用引用操作Class對(duì)象。一種獲得Class對(duì)象的方法是調(diào)用靜態(tài)的forName()方法，這個(gè)方法接收一個(gè)字符串類型，是類的名字，需要使用包括報(bào)名的全名。如果找不到.class文件，會(huì)拋出一個(gè)ClassNotFoundException。

在運(yùn)行時(shí)，使用類型信息之前要先獲取Class對(duì)象。Class.forName()是比較方便的做法。如果已經(jīng)有一個(gè)這個(gè)類型的對(duì)象了，可以調(diào)用對(duì)象getClass()方法，這個(gè)方法是在Object里定義的。

Class literals

除了forName()外，Java還提供一種獲得Class對(duì)象引用的方法，比如Toy.class。這種方法更簡(jiǎn)潔和更安全，因?yàn)檫@種方法的類型在編譯時(shí)就會(huì)被檢查。

基本類型的包裝類有一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)字段TYPE，提供了基本類型的Class對(duì)象，例如：boolean.class <=> Boolean.TYPE。

__使用.class獲得Class對(duì)象引用不會(huì)初始化Class對(duì)象__。獲得一個(gè)可用的類需要三步

加載，由類加載器完成。找到字節(jié)碼并創(chuàng)建一個(gè)Class對(duì)象。

鏈接，檢驗(yàn)字節(jié)碼，為static字段分配存儲(chǔ)空間，解決其對(duì)他類的引用。

初始化，如果有父類則初始化父類，執(zhí)行靜態(tài)初始化器和靜態(tài)初始化區(qū)塊

直到第一次訪問(wèn)靜態(tài)成員時(shí)初始化才執(zhí)行。

用Class.forName()獲得引用則會(huì)引起初始化。

如果static final成員是編譯時(shí)常量，訪問(wèn)這個(gè)成員則不會(huì)引起初始化。如果static final成員不是編譯時(shí)常量（由初始化器賦值），也會(huì)引起初始化。訪問(wèn)不是final的static成員總會(huì)引起鏈接和初始化，即分配存儲(chǔ)和初始化值。

Generic class references

Class <=> Class

使用generic語(yǔ)法可以讓你在編譯時(shí)就發(fā)現(xiàn)類型不對(duì)的錯(cuò)誤。只用Class的話，如果犯了錯(cuò)誤到運(yùn)行時(shí)才會(huì)發(fā)現(xiàn)。

New cast syntax 
//: typeinfo/ClassCasts.java
class Building {}
class House extends Building {}

public class ClassCasts {
      public static void main(String[] args) {
        Building b = new House();
        Class houseType = House.class;
        House h = houseType.cast(b);
        h = (House)b; // ... or just do this.
      }
} ///:~
Checking before a cast

RTTI的三種形態(tài)：

傳統(tǒng)的類型轉(zhuǎn)換，使用RTTI來(lái)確保類型轉(zhuǎn)換時(shí)正確，如果不正確會(huì)拋出ClassCastException異常

以Class object表示對(duì)象的類型。Class對(duì)象可以提供很有用的運(yùn)行時(shí)信息。

instanceof，檢驗(yàn)對(duì)象是不是某類型。（動(dòng)態(tài)Class.islnstance()）

反射

RTTI可以提供類型信息，但是如果在編譯時(shí)并不知道對(duì)象所屬類的信息（比如從硬盤或網(wǎng)絡(luò)讀取的字節(jié)所組成的類），則無(wú)法使用RTTI。

Class類和java.lang.reflect中的Field, Method, and Constructor（實(shí)現(xiàn)了Member接口）一起支持了反射的概念。在運(yùn)行時(shí)，JVM會(huì)創(chuàng)建這些類型的對(duì)象來(lái)表示未知類的成員。

使用反射前提是JVM可以找到未知類型的.class文件（從硬盤中的文件或者網(wǎng)絡(luò)）。

RTTI在編譯時(shí)，由編譯器打開和檢查.class文件。

在反射機(jī)制中，.class在編譯時(shí)是不可用的，.class是由運(yùn)行環(huán)境在運(yùn)行時(shí)打開和檢查的。

接口和類型信息

利用反射可以訪問(wèn)對(duì)象的方法和成員變量，不論訪問(wèn)修飾符是什么。但是反射不能修改final的變量，在運(yùn)行時(shí)試圖修改final字段不會(huì)報(bào)錯(cuò)，但是實(shí)際上修改并沒有生效。

概念
class type .class文件 Class Class object Class reference
java中的類 類型，對(duì)應(yīng)于一個(gè)類，每個(gè)類都是一個(gè)類型 用來(lái)儲(chǔ)存Class對(duì)象，程序中編寫的每個(gè)類，都會(huì)被編譯成一個(gè).class文件 一種叫“Class”的類 Class類的一個(gè)實(shí)例，這個(gè)類由.class文件而來(lái)，負(fù)責(zé)創(chuàng)建它所表示的類的實(shí)例 Class object的引用，包括了這個(gè)類的statics
其他小知識(shí)

一個(gè)類默認(rèn)的構(gòu)造器和這個(gè)類有相同的訪問(wèn)修飾符

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