運行時類型識別——Class類（動態(tài)加載類）

yliu277 2019-07-23

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一、RTTI

RTTI(Run_Time Type Identification 運行時類型識別):

RTTI是任何一門面對對象語言都必須提供的功能。不僅系統(tǒng)本身要利用該功能來識別目前正在運行的對象真正所屬的類別，程序員有時候也需要利用這一機(jī)制來識別對象，以設(shè)計程序作出適當(dāng)?shù)姆磻?yīng)。

Java在運行期間查找對象和類的信息，主要采取以下兩種形式：

(1)采用傳統(tǒng)的RTTI,它假定我們已在編譯和運行期間擁有所有類型

(2)采用Java特有的“反射”機(jī)制，利用它可在運行期獨立查找類信息。

說簡單點，Java提供了兩種方式來獲取對象的信息:一種是利用傳統(tǒng)的方法；一種是利用反射機(jī)制。

二、Class 類

Java API中這么解釋Class類：

Class 類的實例表示正在運行的 Java 應(yīng)用程序中的類和接口，枚舉是一種類，注釋是一種接口。每個數(shù)組屬于被映射為 Class 對象的一個類，所有具有相同元素類型和維數(shù)的數(shù)組都共享該Class 對象。基本的 Java 類型（boolean、byte、char、short、int、long、float 和double）和關(guān)鍵字 void 也表示為 Class 對象。

注意:Class 沒有公共構(gòu)造方法。Class 對象是在加載類時由 Java 虛擬機(jī)以及通過調(diào)用類加載器中的defineClass 方法自動構(gòu)造的

為了理解RTTI在Java例如何工作，首先必須了解類型信息在運行期間是如何表示的。只要用到一個名為'Class'的特殊形式的對象，這個對象包含了與類有關(guān)的信息(有時候也把它叫作“元類”)。事實上，要用Class類創(chuàng)建屬于某個類的全部“常規(guī)”或“普通”對象。

任何一個作為程序一部分的類，都有一個Class對象。換言之，每次寫一個新類時，同時也會創(chuàng)建一個Class對象(更恰當(dāng)?shù)恼f，是保存在一個完全同名的.class文件中)。在運行期間，一旦程序員想要生成某一個類的對象，用于執(zhí)行程序的Java虛擬機(jī)(JVM)首先就會檢查該類型的Class對象是否已經(jīng)載入。若尚未載入，JVM就會查找同名的.class文件，并將其載入。所以，Java程序啟動時并不是完全載入的，這一點與許多傳統(tǒng)語言不同。一旦該類型的Class對象進(jìn)入內(nèi)存，就用它創(chuàng)建該類型的所有對象。

三、Class動態(tài)加載類的三種方法

(1)類名.Class

(2)類型.getClass()

(3)Class.forName('類名') (這里的類名表示具體類名，所以要加上包名)

補(bǔ)充:

靜態(tài)加載類和動態(tài)加載類：

編譯時刻加載的類是靜態(tài)加載類，例如用new關(guān)鍵字創(chuàng)建的對象要通過編譯器的靜態(tài)檢查，如果編譯時該類不存在，那么使用該對象的類也無法通過編譯。

運行時刻加載的類是動態(tài)類，在編譯的時候不會進(jìn)行判斷，只有在運行時才會進(jìn)行判斷，假設(shè)該類不存在，在運行時才會報錯。

例如下面的例子:

Candy.java文件

package com.test;

public class Candy {
	static{
		System.out.println('Loading Candy in static block');
	}
	public static void main(String[] args){
		System.out.println('Loading Candy in main method');
	}
}

LoadClass.java文件:

package com.test;

public class LoadClass {
	public static void main(String[] args){
		System.out.println('Before loding Candy');
		try {
			//加載Candy對象
			Class.forName('com.test.Candy');
		} catch (ClassNotFoundException e) {
			e.printStackTrace();
		}
	}
}

運行結(jié)果如下:

Before loding Candy
Loading Candy in static block

從程序的輸出結(jié)果來看，用這種方式和new 來創(chuàng)建對象沒什么區(qū)別。其實，二者之間有很大的區(qū)別，用new 關(guān)鍵字創(chuàng)建對象要通過編譯器靜態(tài)檢查，如果編譯時Candy類不存在，那么使用Candy類對象的類LoadClass也無法通過編譯。而forName()方法時動態(tài)加載，即便編譯時Candy類不存在，編譯也是可以通過的，只是在運行時刻會拋出異常。

注意：使用forName()方法存在一個問題，它返回的是一個Class類型，而不是加載的那個類型。所以，無法做出下面的聲明:

Candy candy=Class.forName('com.test.Candy');

而只能寫為：

Class candy=Class.forName('com.test.Candy');

也就是說，candy無法直接使用Candy類中定義的方法。解決的辦法是利用反射機(jī)制，不過這比直接用new來創(chuàng)建對象要麻煩得多。所以，用forName()加載對象多用在加載驅(qū)動程序的情況下(例如，加載數(shù)據(jù)庫驅(qū)動)

下面舉個例子熟悉一下Class動態(tài)加載類的方法:

package com.baseType;
public class baseClass {
    public static void main(String[] args){
        Class c1=int.class;     //int的類類型
        Class c2=String.class;  //String類的類類型
        Class c3=double.class;  //double的類類型
        Class c4=Double.class;  //Double類的類類型
        Class c5=void.class;    //關(guān)鍵字void的類類型
        //打印類類型的具體名稱
        System.out.println(c1.getName());  //int 
        System.out.println(c2.getName());  //java.lang.String
        System.out.println(c3.getName());  //double
        System.out.println(c4.getName());  //java.lang.Double
        System.out.println(c5.getName());  //void
        //不帶包名的類名稱
        System.out.println(c2.getSimpleName());  //String
        System.out.println(c4.getSimpleName());  //Double
    }
}