反射之初认识

除了int等基本类型外，Java的其他类型全部都是class（包括interface）。
仔细思考，我们可以得出结论：class（包括interface）的本质是数据类型（Type）。
而class是由JVM在执行过程中动态加载的。JVM在第一次读取到一种class类型时，将其加载进内存。
每加载一种class，JVM就为其创建一个Class类型的实例，并关联起来。注意：这里的Class类型是一个名叫Class的class

public final class Class {
    private Class() {}
}

以String类为例，当JVM加载String类时，它首先读取String.class文件到内存，然后，为String类创建一个Class实例并关联起来：
Class cls = new Class(String);

这个Class实例是JVM内部创建的，如果我们查看JDK源码，可以发现Class类的构造方法是private，只有JVM能创建Class实例，我们自己的Java程序是无法创建Class实例的
所以，JVM持有的每个Class实例都指向一个数据类型（class或interface）

 

由于JVM为每个加载的class创建了对应的Class实例，并在实例中保存了该class的所有信息，包括类名、包名、父类、实现的接口、所有方法、字段等，因此，如果获取了某个Class实例，我们就可以通过这个Class实例获取到该实例对应的class的所有信息。

这种通过Class实例获取class信息的方法称为反射（Reflection）。

 

如何获取一个class的Class实例？有三个方法：

方法一：直接通过一个class的静态变量class获取：

Class cls = String.class；

方法二：如果我们有一个实例变量，可以通过该实例变量提供的getClass()方法获取：

String s = "Hello";
Class cls = s.getClass();

方法三：如果知道一个class的完整类名，可以通过静态方法Class.forName()获取：

Class cls = Class.forName(java.lang.String);

因为Class实例在JVM中是唯一的，所以，上述方法获取的Class实例是同一个实例。可以用==比较两个Class实例：

Class cls1 = String.class;
String s = "hello";
Class cls2 = s.getClass();
System.out.println(cls1 == cls2); // true

因为反射的目的是为了获得某个实例的信息。因此，当我们拿到某个Object实例时，我们可以通过反射获取该Object的class信息：

public class Demo{
    public static void main(String[] args) {
        printObjectInfo("wang");
    }
    
    public static void printObjectInfo(Object object){
        Class cls = object.getClass();
        System.out.println(cls);  //class java.lang.String
    }
}

要从Class实例获取某个class的基本信息

public class Demo12{
    public static void main(String[] args) {
        //字符串实例
        printClassInfo("".getClass());
        System.out.println("****************");
        //Runnable接口
        printClassInfo(Runnable.class);
        System.out.println("****************");
        printClassInfo(java.time.Month.class);
        System.out.println("****************");
        printClassInfo(int[].class);
        System.out.println("****************");
        printClassInfo(long.class);
    }
    
    static void printClassInfo(Class cls){
        //class全限定类名
        System.out.println("Class name:" + cls.getName());
        //class类名
        System.out.println("Simple name:" + cls.getSimpleName());
        //包名
        if(cls.getPackage() != null){
            System.out.println("Package name:" + cls.getPackage().getName());
        }
        //判断该类是否是接口
        System.out.println("is interface:" + cls.isInterface());
        //判断该类是否是枚举
        System.out.println("is enum:" + cls.isEnum());
        //判断该类是否是数组
        System.out.println("is array:" + cls.isArray());
        //判断该类是否是基本类型
        System.out.println("is primitive:" + cls.isPrimitive());
    }
}

如果获取到了一个Class实例，我们就可以通过该Class实例来创建对应类型的实例

//获取String的Class对象
Class cls = String.class;
//创建一个String对象
String s = (String)cls.newInstance();

上述代码相当于new String()。通过Class.newInstance()可以创建类实例，

它的局限是：只能调用public的无参数构造方法。带参数的构造方法，或者非public的构造方法都无法通过Class.newInstance()被调用

 

动态加载

JVM在执行Java程序的时候，并不是一次性把所有用到的class全部加载到内存，而是第一次需要用到class时才加载。

public class Demo{
    public static void main(String[] args){
        if(args.length > 0){
            create(args[0]);
        }
    }
    
    static void create(String name){
        Person p = new Person(name);
    }
    
}

当执行Demo.java时，由于用到了Demo,因此，JVM首先会把Demo.class加载到内存。然而，并不会加载Person.class,除非程序执行到create()方法，JVM发现需要加载Person类时，才会首次加载Person.class。如果没有执行create()方法，那么Person.class根本就不会被加载

这就是JVM动态加载class的特性

动态加载class的特性对于Java程序非常重要。利用JVM动态加载class的特性，我们才能在运行期根据条件加载不同的实现类。例如，Commons Logging总是优先使用Log4j,只有当Log4j不存在时，才使用JDK的logging.利用JVM动态加载特性，大致的实现代码如下：

//Commons logging优先使用Log4j
    LogFactory factory =  null;
    if(isClassPresent("org.apache.logging.log4j.Logger")){
        factory = createLog4j();
    }else{
        factory = createJdkLog();
    }
    
    boolean isClassPresent(String name){
        try{
            Class.forName(name);
            return true;
        }catch(Exception e){
            return false;
        }
        
    }

这就是为什么我们只需要吧Log4j的jar包放到classpath中，Commons Logging就会自动使用Log4j的原因

小结

1.JVM为每个加载的class及interface创建了对应的Class实例来保存class及interface的所有信息；

2.获取一个class对应的Class实例后，就可以获取该class的所有信息；

3.通过Class实例获取class信息的方法称为反射（Reflection）；

4.JVM总是动态加载class，可以在运行期根据条件来控制加载class。