Java编程思想——第十四章：类型信息

运行时类型信息使得你可以在程序运行时发现和使用类型信息。

Java让我们能在运行时识别对象和类的信息的两种方式：

1. 传统的RTTI：它假定我们在编译时已经知道了所有的类型；
2. 反射机制：它允许我们在运行时发现和使用类信息。

1.为什么需要RTTI

• 当把 Shape 对象放入 List<Shape>的数组时会向上转型。但在向上转型为 Shape 的时候也丢失了 Shape对象 的具体类型。对于数组而言，它们只是 Shape 类的对象。

  当从数组中取出元素时，这种容器—实际上他将所有的事物当作 Object 持有—会自动将结果转型回 Shape 。这是RTTI最基本的使用形式，因为在Java中，所有类型转换都是在运行时进行正确性检查的。

  接下来就是多态机制的事情了，Shape 对象实际执行什么样的代码，是由引用所指向的具体对象 Circle 、Square或 Triangle 而决定的。你希望大部分代码尽可能地了解对象的具体类型，而是只与对象家族的一个通用表示打交道。

2.Class对象

Class对象就是用来创建类的所有的常规对象。

类似程序的一部分，每一个类都有一个Class对象。为了生成这个类的对象，运行这个程序的Java虚拟机将使用被称为 类加载器 的子系统。

Class.forName() 可以获取Class对象的引用。getName()产生全限定的类名，并分别使用 getSimpleName() 和getCanonicalName() 来产生不含包名的类名和全限定名。isInterface() 可以告诉你这个Class对象是否表示某个接口。还可以使用 getSuperclass() 方法查询其直接基类。

2.1 类字面常量

• 使用字面常量也可以生成对Class对象的引用

  FancyToy.class
  

  类字面常量不仅可以应用于普通的类，也可以应用于接口、数组以及基本数据类型。

  当使用 .class 来创建对Class对象的引用时，不会自动地初始化该Class对象。为使用类而做的准备工作实际包含三个步骤：

  1. 加载：这是由类加载器执行的；
  2. 链接：在链接阶段将验证类中的字节码，为静态域分配存储空间，并且如果必须的话，将解析这个类创建的对其他类的所有引用。
  3. 初始化：如果该类具有超类，则对其初始化，执行静态初始化其和静态初始化块。

• Class.forName() 会立即执行初始化；

2.2 泛化的Class引用

• Class引用总是指向某个Class对象，它可以制造类的示例，并包含可作用与这些实例的所有方法代码。它还包含该类的静态成员，因此，Class引用表示的就是它所指向的对象的确切类型。而该对象便是Class类的一个对象。

  尽管泛型类引用只能赋值为指向其声明的类型，但是普通类引用可以被重新赋值为指向任何其他的Class对象。通过泛型语法可以让编译器强制执行额外的类型检查。

• 使用通配符 ? 放松限制，?代表任何事物。

  Class<?> intClass = int.class;
  

  限定创建Class引用的范围

  Class<? extends Numner> bounded = int.class;
  Class<? super FancyToy> up = ftClass.getSuperclass();
  

• newInstance() 返回的不是精确类型，而只是Object。

2.3 新的转型语法

• cast()用于Class引用的转型语法，新的转型语法对于无法使用普通转型的情况显得非常有用。

3.类型转换前先做检查

RTTI的第三种形式，就是关键字 instanceof。它返回一个布尔值，告诉我们对象是不是某个特定类型的实例。

3.1 使用类字面量

3.2 动态的 instanceof

• Class.isInstance 方法提供了一种动态地测试对象的途径。

3.3 递归计数

4 注册工厂

• 使用 工厂方法 设计模式，将对象的创建工作交给类自己去完成。

5.instanceof与Class的等价性

6.反射：运行时的类信息

• 如果不知道某个对象的确切类型，RTTI可以告诉你。但这个类型在编译时必须已知。
• 人们想要在运行时获取类的信息的另一动机，便是希望提供在跨网络的远程平台上创建和运行对象的能力。这种被称为远程方法调用，它允许一个Java程序将对象分布到多台机器上。
• RTTI和反射之间真正的区别在于：对于RTTI来说，编译器在编译时打开和检查 .class 文件。而对于反射机制来说，在运行时打开和检查 .class 文件。

7.动态代理

• Java的动态代理比代理的思想更向前迈进一步，因为它可以动态创建代理并动态地处理对所代理方法的调用。在动态代理上所做的所有调用都会被重定向到单一的调用处理器上，它的工作室揭示调用的类型并确定相应的对策。

8.空对象

空对象最有用支出在于它更靠近数据，因为对象表示的是问题空间内的实体。

8.1 模拟对象与桩

• 空对象的逻辑变体是模拟对象和桩。与空对象一样，它们都表示在最终的程序中所使用的实际对象。

  模拟对象和桩之间的差异在于程度不同。模拟对象往往是轻量级和自测试的，通常很多模拟对象被创建出来是为了处理各种不同的测试情况。桩只是返回桩数据，它通常是重量级的。

9.接口与类型信息

• interface关键字的一种重要目标就是允许程序员隔离构建，进而降低耦合性。如果你编写接口，那么就可以实现这一目标，但是通过类型信息，这种耦合性还是会传播出去——接口并非是对解耦的一种无懈可击的保障。最简单的解决方式是对实现使用包访问权限。

06/06/2019 :created