Class對象和Java反射機制

Rainie 發布于2019-08-14 15:21 / 1437人閱讀

摘要：四后記理解好對象不僅能讓我們更好的認識一切皆對象這個觀點，對之后學習泛型，類型擦除都是很有幫助的，而對于反射機制我們只需在適當的場合利用它即可。

一前言

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

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

然后利用new關鍵字：

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

而Class對象是沒辦法用new關鍵字得到的，因為它是jvm生成用來保存對應類的信息的,換句話說，當我們定義好一個類文件并編譯成.class字節碼后，編譯器同時為我們創建了一個Class對象并將它保存.class文件中。我不知道這樣描述是否妥當，因為我也見過某些書上直接把.class文件稱之為Class對象。同時在jvm內部有一個類加載機制，即在需要的時候(懶加載)將.class文件和對應的Class對象加載到內存中。總之要有這樣一個意識，Person.java文件編譯成Person.class的同時也會產生一個對應的Class對象。

二 Class對象的獲得

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

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

2.通過類Class的靜態方法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反射機制是在運行狀態中，對于任意一個類，都能夠知道這個類的所有屬性和方法；對于任意一個對象，都能夠調用它的任意一個方法和屬性；這種動態獲取的信息以及動態調用對象的方法的功能稱為java語言的反射機制。
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制來訪問一個類java對象的屬性，方法，甚至我們可以輕易改變一個私有成員，看代碼,我們先來定義一個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成員，私有變量，靜態初始化以及私有方法。這里在提一下所謂的懶加載：當Cat.java編譯成Cat.class文件后并不會立即被加載到內存，而是在它的的靜態成員第一次被訪問時才被加載(這么看來，Cat的默認構造方法也是靜態的！)

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

結果如下：

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);
        }

結果如下：

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

好玩吧，我們竟然可以在運行時得到類的信息。同時我們發現Cat類中的靜態初始化代碼段并沒有執行。接下來我們通過Class對象來獲得對應的實例對象：

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

這時候靜態代碼塊執行了：

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類的靜態代碼塊會被執行。其次值得注意的是，我們通過Class的幾個方法訪問了原本不可以被訪問的name屬性：

this is class Cat!
Aristark

從這個意義上來說，反射機制并不符合OOP的思想，所以我們僅在必要的時候使用這個特性就行了。

四后記

理解好Class對象不僅能讓我們更好的認識一切皆對象這個觀點，對之后學習泛型，類型擦除都是很有幫助的，而對于java反射機制我們只需在適當的場合利用它即可。：）關于這兩個知識的深入學習稍后我會貼出一些有借鑒意義的文章，大家要關注哦～

我的微信號是aristark，歡迎交流指正！

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