反射机制(一)认识反射

一、引出反射机制

在引出反射机制之前我们先思考两个问题:
问题一
我们知道对象有编译类型运行类型
Object obj = new java.util.Date();
编译类型:Object
运行类型:java.util.Date
需求: 通过obj对象,调用java.util.Date类中的toLocaleString()方法;

package java.util.Date;
    @Deprecated//意思是说此方法已过时,过时的原因就是有新的API的类(Calender)替代了此方法。 
               //这个被划去的方法仍然是可以正常使用的,就是一个提示而已。
//非static修饰,即用对象调用;
    public String toLocaleString() {
        DateFormat formatter = DateFormat.getDateTimeInstance();
        return formatter.format(this);
    }

如果我们直接使用:

obj.toLocalString();

//此时编译报错,编译时会检查该编译类型中是否存在该方法。
//存在编译成功,不存在编译失败;

解决方案:
因为obj的真实类型是java.util.Date类,所以我们可以把obj对象强制转换为java.util.Date类型;

java.util.Date date = (java.util.Date)obj ;
date.toLocalString();//调用成功

但是,如果不知道obj的真实类型,就不能强转(假设底层有一个方法,返回一个Object类型的java.util.Date对象)

例如:

    public static Object getObj(){
        return new java.util.Date();
    }

此时问题如何解决?


问题二
在面向对象思想中,一切事物都可以看成是对象,那么问题来了:
-类这种事物是什么对象?
-又使用什么类来描述类这种对象?

要解决上述两个问题,就要用到反射机制,在学习了反射机制后这两个问题也就迎刃而解了。我相信在解决了这两个问题之后,你会对反射有很清晰的认识。


二、Class类和Class实例

在讲反射之前,我们再来思考一个问题:

//有三个类,我们分别为它们创建三个对象:
Date d1 = new Date();
Date d2 = new Date();
Date d3= new Date();

String s1 = "A";
String s2 = "B";
String s3 = "C";

ArrayList l1 = new ArrayList();
ArrayList l2 = new ArrayList();
ArrayList l3 = new ArrayList();

在Java中,对于类和对象的关系,我们说类是用来描述对象的,并且该类只能描述该类型的对象。

那么在这里,d1、d2、d3Date类型的;s1、s2、s3String类型l1、l2、l3ArrayList 类型的。

也就是说我们使用Date类来描述它的三个对象,String类和ArrayList类也是同样如此;

在Java面向对象思想中,一切事物都可以看作是对象,那么问题来了:
类这种事物是啥对象呢?
又或者说我们用什么来描述类这种事物呢?

要描述对象,当然要用到类。这个类就是java.lang.Class
这个类是用来描述字节码对象的。为什么说是用来描述字节码对象呢,在《Java的类加载机制》一章提过,类一旦加载到内存,就会变成Class对象(字节码对象)。

image.png

Class类:用来描述类或者接口的类型,描述类的类。
Class实例:Class实例(JVM中的一份份字节码)表示运行在JVM中的类或者接口。
枚举是一种特殊的类,注解是一种特殊的接口。

当程序第一次使用某一个java.util.Date类的时候,就会把该类的字节码对象加载进JVM,并创建出一个Class对象;
此时的Class对象就表示java.util.Date的字节码;

Class类可以表示N个类的字节码对象 ,问题:到底怎么区分Class类此时表示的是哪一个类的字节码呢?
为了解决这个问题,Class类设计者使用了泛型,即:Class<T> ;
T - 由此Class对象建模的类的类型;
例如String.class的类型是Class<String>;
如果将被建模的类未知,则使用Class<?>;

三、什么是反射

补充一个元数据(metedata)的概念。元数据:描述数据的描述数据
那么在上幅图中,我们用类描述对象,使用java.lang.Class描述类。所以java.lang.Class就属于元数据这种级别的。

有了前面的知识基础,我们就可以开始简单的聊聊什么是反射了。
反射:得到类的元数据的过程。
更细致的来说就是,在运行时期,动态地去获取某一个类中的成员信息(构造器、方法、字段、内部类、接口、父类等)。

四、反射的主要用途

其实我们经常都在接触反射,比如当我们在使用IDE(如Eclipse,IDEA)时,当我们输入一个对象或类并想调用它的属性或方法时,一按“.”号,编译器就会自动列出它的属性或方法,这里就会用到反射。
又或者我们经常会看到这些IDE会有大纲(Outline),通过大纲我们可以很清楚的看到一个Java类中的所有信息,如:包名、类名、构造器、方法、字段等等,这些都是使用了反射机制来实现;
 反射最重要的用途就是开发各种通用框架。