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)知道了所有的類型信息；另一種是反射機(jī)制，它允許我們?cè)谶\(yùn)行時(shí)發(fā)現(xiàn)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)建所有“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。所有類都是在對(duì)其第一次使用時(shí)，動(dòng)態(tài)加載到JVM的，當(dāng)程序創(chuàng)建一個(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)進(jìn)行的。

public class TestMain {
public static void main(String[] args) {
System.out.println(XYZ.name);
}
}
class XYZ {
public static String name = "luoxn28";
static {
System.out.println("xyz靜態(tài)塊");
}
public XYZ() {
System.out.println("xyz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)，如果尚未加載，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，必須獲取對(duì)象(比如類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。注意，有一點(diǎn)很有趣，使用功能”.class”來(lái)創(chuàng)建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。為了使用類而做的準(zhǔn)備工作一般有以下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)建一個(gè)Class對(duì)象

•鏈接：驗(yàn)證類中的字節(jié)碼，為靜態(tài)域分配空間

•初始化：如果該類有超類，則對(duì)其初始化，執(zhí)行靜態(tài)初始化器和靜態(tài)初始化塊

public class Base {
static int num = 1;
static {
System.out.println("Base " + num);
}
}
public class Main {
public static void main(String[] args) {
// 不會(huì)初始化靜態(tài)塊
Class clazz1 = Base.class;
System.out.println("------");
// 會(huì)初始化
Class clazz2 = Class.forName("zzz.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，如果不合法將拋出異常。向下轉(zhuǎn)換類型前，可以使用instanceof判斷。

class Base { }
class Derived extends Base { }
public class Main {
public static void main(String[] args) {
Base base = new Derived();
if (base instanceof Derived) {
// 這里可以向下轉(zhuǎn)換了
System.out.println("ok");
}
else {
System.out.println("not ok");
}
}
}

3、反射：運(yùn)行時(shí)類信息

　　如果不知道某個(gè)對(duì)象的確切類型，RTTI可以告訴你，但是有一個(gè)前提：這個(gè)類型在編譯時(shí)必須已知，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)反射進(jìn)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)建，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)建新的對(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()等許多便利的方法，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)有什么神奇之處，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)單地檢查這個(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)必須是可獲取的，要么在本地機(jī)器上，要么從網(wǎng)絡(luò)獲取。所以對(duì)于RTTI和反射之間的真正區(qū)別只在于：

•RTTI，編譯器在編譯時(shí)打開和檢查.class文件

•反射，運(yùn)行時(shí)打開和檢查.class文件

public class Person implements Serializable {
private String name;
private int age;
// get/set方法
}
public static void main(String[] args) {
Person person = new Person("luoxn28", 23);
Class clazz = person.getClass();
Field[] fields = clazz.getDeclaredFields();
for (Field field : fields) {
String key = field.getName();
PropertyDescriptor descriptor = new PropertyDescriptor(key, clazz);
Method method = descriptor.getReadMethod();
Object value = method.invoke(person);
System.out.println(key + ":" + 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)建動(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

　　代理模式是為了提供額外或不同的操作，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)建并代理并動(dòng)態(tài)地處理對(duì)所代理方法的調(diào)用。在動(dòng)態(tài)代理上所做的所有調(diào)用都會(huì)被重定向到單一的調(diào)用處理器上，它的工作是揭示調(diào)用的類型并確定相應(yīng)的策略。以下是一個(gè)動(dòng)態(tài)代理示例：

接口和實(shí)現(xiàn)類：

public interface Interface {
void doSomething();
void somethingElse(String arg);
}
public class RealObject implements Interface {
public void doSomething() {
System.out.println("doSomething.");
}
public void somethingElse(String arg) {
System.out.println("somethingElse " + arg);
}
}

動(dòng)態(tài)代理對(duì)象處理器：

public class DynamicProxyHandler implements InvocationHandler {
private Object proxyed;
public DynamicProxyHandler(Object proxyed) {
this.proxyed = proxyed;
}
@Override
public Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args) throws IllegalAccessException, IllegalArgumentException, InvocationTargetException {
System.out.println("代理工作了.");
return method.invoke(proxyed, args);
}
}

測(cè)試類：

public class Main {
public static void main(String[] args) {
RealObject real = new RealObject();
Interface proxy = (Interface) Proxy.newProxyInstance(
Interface.class.getClassLoader(), new Class[] {Interface.class},
new DynamicProxyHandler(real));
proxy.doSomething();
proxy.somethingElse("luoxn28");
}
}

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)建動(dòng)態(tài)代理，這個(gè)方法需要得到一個(gè)類加載器，一個(gè)你希望該代理實(shí)現(xiàn)的接口列表(不是類或抽象類)，以及InvocationHandler的一個(gè)實(shí)現(xiàn)類。動(dòng)態(tài)代理可以將所有調(diào)用重定向到調(diào)用處理器，因此通常會(huì)調(diào)用處理器的構(gòu)造器傳遞一個(gè)”實(shí)際”對(duì)象的引用，從而將調(diào)用處理器在執(zhí)行中介任務(wù)時(shí)，將請(qǐng)求轉(zhuǎn)發(fā)。

以上所述是小編給大家介紹的深入理解Java反射，希望對(duì)大家有所幫助，如果大家有任何疑問(wèn)請(qǐng)給我留言，小編會(huì)及時(shí)回復(fù)大家的。在此也非常感謝大家對(duì)腳本之家網(wǎng)站的支持！

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