Class對象和Java反射機制

一 前言

不少書上都說，在java的世界裏，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。實例對象就是咱們日常定義的一個類的實例：

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

而後利用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關鍵字獲得的，由於它是jvm生成用來保存對應類的信息的,換句話說，當咱們定義好一個類文件並編譯成.class字節碼後，編譯器同時爲咱們建立了一個Class對象並將它保存.class文件中。我不知道這樣描述是否穩當，由於我也見過某些書上直接把.class文件稱之爲Class對象。同時在jvm內部有一個類加載機制，即在須要的時候(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對象的得到

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，除此以外，咱們徹底能夠把Class對象當作通常的實例對象，事實上全部的Class對象都是類Class的實例。獲得一個實例對象對應的Class對象有如下三種方式：
1.經過實例變量的getClass()方法：

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

2.經過類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，對於任意一個類，都可以知道這個類的全部屬性和方法；對於任意一個對象，都可以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爲java語言的反射機制。
簡而言之，咱們能夠從.class逆向到.java(反編譯)，咱們能夠經過反射機制來訪問一個類java對象的屬性，方法，甚至咱們能夠輕易改變一個私有成員，看代碼,咱們先來定義一個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(){}
}

注意到咱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。這裏在提一下所謂的懶加載：當Cat.java編譯成Cat.class文件後並不會當即被加載到內存，而是在它的的靜態成員第一次被訪問時才被加載(這麼看來，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);
        }

結果以下：

public static int Cat.count
public int Cat.age
private java.lang.String Cat.name

能夠看到咱們垂手可得的獲得了Cat類的字段信息，再來：

Method[] methods = c.getDeclaredMethods();
        for (Method method : methods){
            System.out.println(method);
        }

結果以下 ：

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

好玩吧，咱們居然能夠在運行時獲得類的信息。同時咱們發現Cat類中的靜態初始化代碼段並無執行。接下來咱們經過Class對象來得到對應的實例對象：

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!

接下來咱們作一件神奇的事情：

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();
        }

此次咱們使用Class.forname()來獲取Class對象，它的做用是讓jvm查找並加載指定的類，也就是說Cat類的靜態代碼塊會被執行。其次值得注意的是，咱們經過Class的幾個方法訪問了本來不能夠被訪問的name屬性：

this is class Cat!
Aristark

從這個意義上來講，反射機制並不符合OOP的思想，因此咱們僅在必要的時候使用這個特性就好了。

四 後記

理解好Class對象不只能讓咱們更好的認識一切皆對象這個觀點，對以後學習泛型，類型擦除都是頗有幫助的，而對於java反射機制咱們只需在適當的場合利用它便可。：）關於這兩個知識的深刻學習稍後我會貼出一些有借鑑意義的文章，你們要關注哦～

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