浅析Java中的反射机制原理

反射反射，程序员的快乐！

Java中反射机制使用的还是比较广泛的，系统的灵活性、可扩展性大都都是通过反射等方式来加载外部插件，使得系统与插件解耦的同时，增加了功能。但是很多人都只是会用，却是不知道它的实现机制，今天就由我来带大家揭开反射机制的神秘面纱。

Java中是用Class.forName(classname)来反射类。

package com.java.reflecttest;

import com.java.dbtest.DBTest;

/**
 * Java反射机制测试
 * @author Longxuan
 *
 */
public class ReflectTest {

	/**
	 * 测试反射类
	 */
	public static void refTest(){
		String className = "com.java.dbtest.TestConnection";
		DBTest dbTest = null;
		try {

			//通过反射机制，使用类装载器，装载该类
			Class tc = Class.forName(className);

			//输出反射得到的类
			System.out.println(tc);

			//创建该类的实例，转化为接口
			dbTest =(DBTest)tc.newInstance();

			//通过接口，调用该类的方法
			dbTest.SelectUser();

		} catch (ClassNotFoundException e) {
			e.printStackTrace();
		} catch (InstantiationException e) {
			e.printStackTrace();
		} catch (IllegalAccessException e) {
			e.printStackTrace();
		}

	}

	public static void main(String[] args){
		refTest();
	}
}

通过main函数的调试，已经通过，结果如图：

       

经过调试，查资料，结合自己的推测和理解，似乎是明白了一些。现与大家分享讨论。

先说执行过程：

Class.forName(classname)方法,实际上是调用了Class类中的 Class.forName(classname, true, currentLoader)方法。参数：name - 所需类的完全限定名；initialize - 是否必须初始化类；loader - 用于加载类的类加载器。currentLoader则是通过调用ClassLoader.getCallerClassLoader()获取当前类加载器的。类要想使用，必须用类加载器加载，所以需要加载器。反射机制，不是每次都去重新反射，而是提供了cache，每次都会需要类加载器去自己的cache中查找，如果可以查到，则直接返回该类。

有意思的是java的类加载器也有些门道。它分为BootStrap Class Loader(引导类加载器)，Extensions Class Loader (扩展类加载器),App ClassLoader(或System Class Loader)，当然少不了Custom ClassLoader(用户自定义类加载器)。其加载过程中会先检查类是否被已加载，检查顺序是自底向上，从Custom ClassLoader到BootStrap ClassLoader逐层检查，只要某个classloader已加载就视为已加载此类，保证此类只所有ClassLoader加载一次。而加载的顺序是自顶向下，也就是由上层来逐层尝试加载此类。类加载器的详细介绍会在接下来的博文中较深入的分析，欢迎期待。

在forName方法中，调用了ClassLoader.loadClass方法来完成类的反射。根据类加载器的特殊性，结合我的调试过程，画了一个简单的流程图，

我的这幅图简单的说明了类加载器的类加载过程。先检查自己是否已经加载过该类，如果加载过，则直接返回该类，若没有则调用父类的loadClass方法，如果父类中没有，则执行findClass方法去尝试加载此类，也就是我们通常所理解的片面的"反射"了。这个过程主要通过ClassLoader.defineClass方法来完成。defineClass 方法将一个字节数组转换为 Class 类的实例（任何类的对象都是Class类的对象）。这种新定义的类的实例需要使用 Class.newInstance 来创建，而不能使用new来实例化。

为什么说“任何类的对象都是Class类的对象”呢？在Java中，每个class都有一个相应的Class对象。也就是说，当我们编写一个类（.java文件），编译完成后，在生成的.class文件中，就会产生一个Class对象，用于表示这个类的类型信息。

其实说的简单通俗一点，就是在运行期间，如果我们要产生某个类的对象，Java虚拟机（JVM）会检查该类型的Class对象是否已被加载。如果没有被加载，JVM会根据类的名称找到.class文件并加载它。一旦某个类型的Class对象已被加载到内存，就可以用它来产生该类型的所有对象。

以上内容是我经过调试、查java Api和网上资料，结合自己的理解，与大家分享讨论的，如果有错，欢迎大家指正，我们共同进步。