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詳解reflect Java的反射機(jī)制

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要理解RTTI(運(yùn)行時(shí)類型識別)在Java中的工作原理,首先必須知道類型信息在運(yùn)行時(shí)是如何表示的,這項(xiàng)工作是由“Class對象”完成的,它包含了與類有關(guān)的信息。

一、類型識別的兩種方式:

首先了解一下“運(yùn)行時(shí)類型識別”(Run-time Type Identification, RTTI)主要有兩種方式,

***種:是我們在一次編譯時(shí)和運(yùn)行時(shí)已經(jīng)知道了所有的類型。

第二種:是我們在整項(xiàng)目分模塊的編譯,在運(yùn)行時(shí)可以對新加入的模塊進(jìn)行動(dòng)態(tài)的編譯。(在動(dòng)態(tài)編譯模塊之前還不知道被編譯code的類型。) 這就是下面要接受的,功能強(qiáng)大的“反射”機(jī)制。

二、認(rèn)識“Class對象”:

要理解RTTI(運(yùn)行時(shí)類型識別)在Java中的工作原理,首先必須知道類型信息在運(yùn)行時(shí)是如何表示的,這項(xiàng)工作是由“Class對象”完成的,它包含了與類有關(guān)的信息。

類是程序的重要組成部分(類的屬性,方法以及它的一些特性,在這里我就不做贅述了。),每個(gè)類都有一個(gè)Class對象,每當(dāng)編寫并編譯了一個(gè)新類就會(huì)產(chǎn)生一個(gè)Class對象,它被保存在一個(gè)與你所創(chuàng)建的新類同名的.class文件中。那么在程序運(yùn)行時(shí),當(dāng)我們想生成這個(gè)類的對象時(shí)(實(shí)例化這個(gè)類),運(yùn)行這個(gè)程序的Java虛擬機(jī)(JVM)就會(huì)這樣做:

首先會(huì)從加載所創(chuàng)新類的.class文件,

然后確認(rèn)這個(gè)新類的Class對象是否已經(jīng)加載,如果尚未加載,JVM就會(huì)根據(jù)類名查找.class文件,并將其載入,一旦這個(gè)類的Class對象被載入內(nèi)存,它就被用來創(chuàng)建這個(gè)類的所有對象。

一般的RTTI形式包括三種:

1.傳統(tǒng)的類型轉(zhuǎn)換。如“(Apple)Fruit”,由RTTI確保類型轉(zhuǎn)換的正確性,如果執(zhí)行了一個(gè)錯(cuò)誤的類型轉(zhuǎn)換,就會(huì)拋出一個(gè)ClassCastException異常。

2.通過Class對象來獲取對象的類型。如

[code="java"] Class c = Class.forName(“Apple”);

Object o = c.newInstance();

3.通過關(guān)鍵字instanceof或Class.isInstance()方法來確定對象是否屬于某個(gè)特定類型的實(shí)例,準(zhǔn)確的說,應(yīng)該是instanceof / Class.isInstance()可以用來確定對象是否屬于某個(gè)特定類及其所有基類的實(shí)例,這和equals() / ==不一樣,它們用來比較兩個(gè)對象是否屬于同一個(gè)類的實(shí)例,沒有考慮繼承關(guān)系。

三、反射

如果不知道某個(gè)對象的類型,可以通過RTTI來獲取,但前提是這個(gè)類型在編譯時(shí)必須已知,這樣才能使用RTTI來識別。即在編譯時(shí),編譯器必須知道所有通過RTTI來處理的類。

使用反射機(jī)制可以不受這個(gè)限制,它主要應(yīng)用于兩種情況:

***種情況,是“基于構(gòu)件的編程”這種編程方式中,將使用某種基于快速應(yīng)用開發(fā)(RAD)的應(yīng)用構(gòu)建工具來構(gòu)建項(xiàng)目。這是現(xiàn)在最常見的可視化編程方法,通過代表不同組件的圖標(biāo)拖動(dòng)到圖板上,然后設(shè)置”構(gòu)件“(組件)的屬性值來配置它們來創(chuàng)建程序。要做到這種配置編程,就必須要求構(gòu)件都是可實(shí)例化的,并且要暴露其部分信息,使得程序員可以讀取和設(shè)置構(gòu)件的值和狀態(tài)。當(dāng)處理GUI時(shí)間的構(gòu)件時(shí)還必須暴露相關(guān)方法的事件處理細(xì)節(jié),以便RAD環(huán)境幫助程序員覆蓋這些處理事件的方法。在這里,就要用到反射的機(jī)制來檢查可用的方法并返回方法實(shí)體對象。Java通過JavaBeans提供了基于構(gòu)件的編程架構(gòu)。

第二種情況,在運(yùn)行時(shí)獲取類的信息的另外一個(gè)動(dòng)機(jī),就是希望能夠提供在跨網(wǎng)絡(luò)的遠(yuǎn)程平臺上創(chuàng)建和運(yùn)行對象的能力。這被成為遠(yuǎn)程調(diào)用(RMI),它允許一個(gè)Java程序?qū)ο蠓植皆诙嗯_機(jī)器上,這種分步能力將幫助開發(fā)人員執(zhí)行一些需要進(jìn)行大量計(jì)算的任務(wù),充分利用計(jì)算機(jī)資源,提高運(yùn)行速度。

Class類支持反射,是在java.lang.reflect中包含了Field/Method/Constructor類,每個(gè)類都實(shí)現(xiàn)了Member接口。這些類型的對象都是由JVM在運(yùn)行時(shí)創(chuàng)建的,用來表示未知類里對應(yīng)的成員。如可以用Constructor類創(chuàng)建新的對象,用get()和set()方法讀取和修改與Field對象關(guān)聯(lián)的字段,用invoke()方法調(diào)用與Method對象關(guān)聯(lián)的方法。同時(shí),還可以調(diào)用getFields()、getMethods()、getConstructors()等方法來返回表示字段、方法以及構(gòu)造器的對象數(shù)組。這樣,未知的對象的類信息在運(yùn)行時(shí)就能被完全確定下來,而在編譯時(shí)不需要知道任何信息。

另外,RTTI有時(shí)能解決效率問題。當(dāng)程序中使用多態(tài)給程序的運(yùn)行帶來負(fù)擔(dān)的時(shí)候,可以使用RTTI編寫一段代碼來提高效率。

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責(zé)任編輯:金賀 來源: JavaEye博客
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