1、RTTI（Run-Time Type Information)
面向对象编程的基本目的是：让代码只操纵对基类的引用(多态），以此来增加代码的复用性。但是这种泛化引用不能知道一个类的确切类型，从而无法调用这个类的一些专有方法。RTTI即在运行时识别一个对象的确切类型。RTTI的一个基本使用：运行时的类型转换。java使用Class对象来执行其RTTI。
java中的所有类都是在对其第一次使用时，由类加载器动态加载到JVM中的。JVM预定义的三种类型类加载器：
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启动（Bootstrap）类加载器：用C++编写，JVM自带的类加载器，用来加载核心类库。它负责将
<Java_Runtime_Home>/lib下面的核心类库或-Xbootclasspath选项指定的jar包加载到内存中。由于引导类加载器涉及到虚拟机本地实现细节，所以该加载器无法直接获取。 -
扩展（Extension）类加载器：它负责将
jre/lib/ext下的jar包或者-D java.ext.dir指定位置中的类库加载到内存中。开发者可以直接使用标准扩展类加载器。 -
系统（System）类加载器：它负责将系统类路径
java -classpath或-Djava.class.path变量所指的目录下的类库加载到内存中。是最常用的加载器。
类的加载过程：
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加载：将类的class文件读入内存，并为之创建java.lang.Class对象。由类加载器完成。
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链接：为静态域分配存储空间，解析类的引用
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初始化：执行静态初始化器和静态初始化块
2、Class对象
无论何时，只要你想在运行时使用类型信息，就必须首先获得恰当的Class对象的引用。 Class 没有公共的构造方法，一个类的Class对象在内存中只会存在一个。
构造Class对象的方法有四种：
Person p1 = new Person();
//下面的这三种方式都可以得到Class
//方式1， 不会立即初始化
CLass pClazz = Person.class();
//方式2
p1.getClass();
//方式3，若存在这个类的Class对象则加载，否则新建。立即初始化
Class.forName("com.alent.Person");
//方式4，通过类的加载器, 不会立即初始化
Class clazz = Thread.currentThread().getContextClassLoader().loadClass("com.alent.Person");
三种方法的比较：
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类字面常量（方式1），更简单高效，更安全，编译时进行类型检查（建议使用.class形式，保持与普通类一致）
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方式2，需要持有该类型的引用，限制较大
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方式3，不需要为了获得Class引用而持有该类型的对象，且可以运行时指定字符串来加载，比较灵活。一般用于加载运行时才能确定的class对象，如：动态代理。
类的Class对象被加载到内存时会初始化（执行static成员的引用及static代码块），但当用方式1或方式4来创建Class对象的引用时，不会自动的初始化该Class对象。如：
public class TestClassInitialization {
public static Random rand = new Random(47);
public static void main(String[] args) throws Exception {
Class person1Clazz = Person1.class;//不会初始化
System.out.println("After creating person1");
System.out.println(Person1.staticFinal);
System.out.println("staticFinal2: " + Person1.staticFinal2);
//非编译期常量，先初始化，再读取
System.out.println(Person2.staticNonFinal);
Class person3Clazz = Class.forName("com.alent.Person3");//立即初始化
System.out.println("After creating person3");
System.out.println(Person3.staticNonFinal);
}
}
class Person1 {
static final int staticFinal = 47; //编译器常量
static final int staticFinal2 = TestClassInitialization.rand.nextInt(100);
static {
System.out.println("Initializing person1");
}
}
class Person2 {
static int staticNonFinal = 147; //不是编译器常量
static {
System.out.println("Initializing person2");
}
}
class Person3 {
static int staticNonFinal = 247;
static {
System.out.println("Initializing person3");
}
}
执行结果为：
After creating person1
47
Initializing person1
staticFinal2: 58
Initializing person2
147
Initializing person3
After creating person3
247
结论：
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使用
.class方法获得Class的引用时不会初始化，Class.forName()立即初始化 -
编译期常量（static final）不需要初始化就能被读取，读取非编译器常量时必须先进行初始化
基本类型的包装类中的TYPE指向对应基本类型的Class对象：
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int.class 不等 Integer.class
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int.class 等 Integer.TYPE
注意：Class<Integer> clazz = int.class是合法的。
泛化的Class
通过使用泛型，使编译器强制执行类型检查。
注意：数组是协变的，泛型不是协变得。例如：
若Son extends Father则有 Son[] extends Father[],但是没有List<Son> extends List<Father>
Class<?> 优于 Class，即使它们是等价的，Class<?>表示你并非是由于疏忽而使用了一个非具体的类引用。
Class<? super Son> up = Son.class;
Object obj = up.newInstance; //返回值是Object类型
3、类型转换前先检查
进行向下转型前，先要做类型转换检查。
使用关键字instanceof
if(x instanceof Dog) //判断x是否为Dog的实例
((Dog)x).bark();
使用instanceof时只可将其与命名类型进行比较，有时可能需要写大量的判断语句，如：
//判断一个pet对象，是哪种宠物
if(pet instanceof Dog)
...//执行操作
if(pet instanceof Pug)
...
if(pet instanceof Rat)
...
if(pet instanceof Cat)
...
这时可使用Class的isInstance方法，动态的测试对象
List<Class<? extends Animal>> clazzs = new ArrayList<>();
clazzs.add(Dog.class);
...
for(Class clazz : clazzs)
if(clazz.isInstance(pet))
...//执行操作
instanceof或isInstance与直接比较Class对象的区别：
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instanceof或isInstance指的是“你是这个类吗？或你是这个类的派生类吗?”
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用==比较Class对象，没有考虑继承，指“你是这个类吗？”
4、反射
反射就是把Java的各种成分映射成相应的Java类。反射是Java被视为动态语言的关键，它允许程序运行时（不是编译时）进行自我检查并对内部的成员进行操作。
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java.lang.Class是反射的源头
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每个运行时类只加载一次
有了Class的实例后就可以进行如下操作：
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创建对应运行时类的对象
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获取对应运行时类的完整结构（方法，属性，构造器，内部类，父类，子类，所在包，异常，注解...)
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调用对应运行时类的指定的结构（属性，方法，构造器）
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动态代理
1）、创建对象
使用newInstance()创建对应的运行时类的对象（调用类的空参构造器）
要想创建成功，要求：
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对应的运行时类有空参构造器
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构造器的权限修饰符的权限足够
2）、获取对应运行时类的完整结构
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getFields():只能获取运行时类中及其父类中声明的public的属性
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getDeclaredFields():获取运行时类本身声明的所有属性
代码如下：
Class clazz = Person.class;
Field[] field = clazz.getDeclaredFields();
for(Field f : field) {
//获取每个属性的权限修饰符
int i = f.getModifiers();
String str1 = Modifier.toString(i);
//获取属性的类型
Class type = f.getType();
//获取属性名
String str2 = f.getName();
}
Method[] methods = clazz.getDeclaredMethods();
for(Method m : methods) {
//注解
Annotation[] ann = m.getAnnotations();
for(Annotation a : ann) {
System.out.println(a);
}
//获取权限修饰符
int i = m.getModifiers();
String str1 = Modifier.toString(i);
//获取返回值的类型
Class type = m.getReturnType();
//获取方法名
String str2 = f.getName();
//形参列表
System.out.print("(");
Class[] params = m.getParameterTypes();
for(int i=0; i<params.length;i++) {
System.out.print(params[i].getName() + " args-"+i + " ");
System.out.print(")");
}
}
3）、调用指定的结构
//调用指定的属性
Class clazz = Person.class;
Person p = (Person)clazz.newInstance();
Field age = clazz.getDeclaredField("id");
//由于属性权限修饰符的限制，为了保证可以给属性赋值，需要在操作前使此属性可操作
age.setAccessible(true);
age.set(p,10);
//调用指定的方法
//调用invoke(Object obj, Object ...obj)，返回值为Object
Mothod m = clazz.getDeclaredMothod("dislay", String.class, Integer.class);
m.setAccessible(true);
Object value = m.invoke(p,"CHN",10);
//调用指定的构造器
Constructor cons = clazz.getDeclaredConstructor(String.class, int.class);
cons.setAccessible(true);
Person p = (Person)cons.newInstance("alent",20);
参考
- java编程思想
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