Java 反射 —— 运行时的类型信息

1. 反射机制的由来

RTTI 机制可以告知某个对象的确切类型，但有一个前提，该类型在编译时必须已知（编译器在编译时打开和检查 .class 文件以获取类型信息）。似乎是个很宽松的限制，但假如你获取了一个指向并不在你的程序空间的对象的引用，也即编译期间无法获知该对象所属的类，等到程序真正运行起来时，才有可能。比如，在网络连接中获取了一串（事先不被预知）的字节，并被告知这些字节代表着一个类。然而该类在为你的程序生成代码之后很久才出现，那么如何在编写代码时，使用这样的类呢？

• RTTI 与 反射的区别：
  • RTTI 需要在编译时打开和检查 .class 文件；
  • 对于反射机制，.class 文件在编译时是无法获取的，所以是在运行时打开和检查 .class 文件；

2. reflect 类库

Class 类库与 java.lang.reflect 类库一起对反射的概念进行了支持，该类库包含了如下三种类（每个类均实现了 Member 接口（interface Member））：

• Field：成员变量；
• Method：成员函数；
• Constructor：构造器；

Java 的反射机制能获取未知类的全部成员，包括构造函数。

3. 一个实例

• Car 类：

  package reflect;
  
  public class Car {
      private String brand;
      private String color;
      private int maxSpeed;
      public Car() {}
      public Car(String brand, String color, int maxSpeed) {
          this.brand = brand;
          this.color = color;
          this.maxSpeed = maxSpeed;
      }
      // getters, setters 方法
  }

  为了体现 java 反射机制的威力，我们不采用直接 new 的方式（有时候，比如远程过程调用 RPC，我们无法确切地知道其构造函数的参数列表）

• ReflectTest

  package reflect;
  
  import java.lang.reflect.Constructor;
  import java.lang.reflect.Method;
  
  public class ReflectTest {
  
      public static Car initByDefaultConst() throws Throwable{
          ClassLoader loader = Thread.currentThread().getContextClassLoader();
          Class<?> clazz = loader.loadClass("reflect.Car");
          Constructor<?> cons = clazz.getDeclaredConstructor((Class[])null);
          Car car = (Car)cons.newInstance();
  
          Method setBrand = clazz.getMethod("setBrand", String.class);
          setBrand.invoke(car, "红旗CA72");
          Method setColor = clazz.getMethod("setColor", String.class);
          setColor.invoke(car, "黑色");
          Method setMaxSpeed = clazz.getMethod("setMaxSpeed", int.class);
          setMaxSpeed.invoke(car, 100);
          return car;
      }
  
      public static void main(String[] args) throws Throwable {
  
          Car car = initByDefaultConst();
          System.out.println(car);
  
      }
  
  }