前言
在日常的学习工作当中,有一些知识是我们在读书的时候就能够习得;但有一些知识不是的,需要在实践的时候才能得到真知——这或许就是王阳明提倡的“知行合一”。
在java中,并不是所有的类型信息都能在编译阶段明确,有一些类型信息需要在运行时才能确定,这种机制被称为rtti,英文全称为run-time type identification,即运行时类型识别,有没有一点“知行合一”的味道?运行时类型识别主要由class类实现。
01 class类
在java中,我们常用“class”(首字母为小写的c)关键字来定义一个类,说这个类是对某一类对象的抽象。你比如说王二是一个网络知名作者,我们可以这样简单地定义作者类:
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package com.cmower.java_demo.fifteen; class author { private string pen_name; private string real_name; } |
现在,我们想知道writer这个类本身的一些信息(比如说类名),该怎么办呢?这时候就需要用到“class”(首字母为大写的c)类,该类包含了与类有关的信息。请看以下代码:
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public class test { public static void main (string [] args) { author wanger = new author(); class c1 = wanger.getclass(); system.out.println(c1.getname()); //输出 com.cmower.java_demo.fifteen.author } } |
当我们创建了作者对象wanger后,就可以通过wanger.getclass()获取wanger的class对象,通过c1.getname()可获得wanger对象的类名。
想象一下,经过五年的刻意练习,王二从一名写作爱好者晋升为一名作家了。我们用代码来假装一下:
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package com.cmower.java_demo.fifteen; class author { private string pen_name; private string real_name; } class writer extends author { private string honour; } public class test { public static void main (string [] args) { author wanger = new writer(); class c1 = wanger.getclass(); system.out.println(c1.getname()); //输出 com.cmower.java_demo.fifteen.writer } } |
在上例中,即使我们将writer的对象引用wanger向上转型为author,wanger的class对象类型依然是writer(通过输出结果可以判定)。这也就是说,java能够在运行时自动识别类型的信息,它不会因为wanger的引用类型是author而丢失wanger真正的类型信息(writer)。java是怎么做到这一点呢?
当java创建某个类的对象,比如writer类对象时,java会检查内存中是否有相应的class对象。如果内存中没有相应的class对象,那么java会在.class文件中寻找writer类的定义,并加载writer类的class对象。
一旦class对象加载成功,就可以用它来创建这种类型的所有对象。这也就是说,每个对象在运行时都会有对应的class对象,这个class对象包含了这个对象的类型信息。因此,我们能够通过class对象知道某个对象“真正”的类型,并不会因为向上转型而丢失。
02 获取class对象的其他方式
在使用getclass()方法获取一个类的class对象时,我们必须要先获取这个类的对象,比如上面提到的wanger。如果我们之前没有获取这个类的对象,就需要用另外两种方式来获取类的class对象:
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class c2 = writer. class ; system.out.println(c2.getname()); try { class c3 = class .forname( "com.cmower.java_demo.fifteen.writer" ); system.out.println(c3.getname()); } catch (classnotfoundexception e) { e.printstacktrace(); } |
1)当使用.class来获取class对象时,不会自动地初始化该class对象,初始化被延迟到了对静态方法或者非final静态域进行首次引用时才执行。这样做不仅更简单,而且更安全,因为它在编译时就会受到检查(因此不需要置于try语句块中)。
2)class.forname会自动地初始化该class对象,但需要指定类名,并且需要置于try语句块中。
03 class类提供的常用方法
class类为我们提供了一些非常有用的方法,比如说getname()用来返回类名,getpackage()返回类所在的包名。
我们还可以利用class类提供的newinstance()方法来创建相应类的对象,比如:
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class c2 = writer. class ; system.out.println(c2.getname()); try { writer wangsan = (writer) c2.newinstance(); system.out.println(wangsan); // 输出:com.cmower.java_demo.fifteen.writer@7852e922 } catch (instantiationexception | illegalaccessexception e1) { e1.printstacktrace(); } |
由于我们在创建class对象c2时没有使用泛型,所以newinstance()返回的对象类型需要强转为writer。我们可以在此基础上进行改进,示例如下:
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class <writer> c4 = writer. class ; system.out.println(c4.getname()); try { writer wangsan = c4.newinstance(); system.out.println(wangsan); // 输出:com.cmower.java_demo.fifteen.writer@7852e922 } catch (instantiationexception | illegalaccessexception e1) { e1.printstacktrace(); } |
04 反射
我们还可以通过getfields()获取所有public修饰的字段,通过getmethods()返回所有public修饰的方法。
甚至,我们还可以通过getdeclaredfields()获取更多字段,包括公共、受保护、默认(包)访问和私有字段,但不包括继承字段。对应的,getdeclaredmethods()用来获取更多方法。示例如下:
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package com.cmower.java_demo.fifteen; import java.lang.reflect.field; import java.lang.reflect.method; class author { private string pen_name; private string real_name; } class writer extends author { private string honour; private void makemoney() { system.out.println( "很多很多钱" ); } } public class test { public static void main(string[] args) { class <writer> c4 = writer. class ; system.out.println(c4.getname()); try { writer wangsan = c4.newinstance(); system.out.println(wangsan); field[] fields = c4.getdeclaredfields(); for (field field : fields) { system.out.println(field.getname()); } method[] methods = c4.getdeclaredmethods(); for (method method : methods) { system.out.println(method.getname()); } } catch (instantiationexception | illegalaccessexception e1) { e1.printstacktrace(); } } } |
上面的例子其实涉及到了反射,field、method(还有例子中未提到的constructor)都来自java.lang.reflect类库。class类与java.lang.reflect类库一起对反射的概念进行了支持。
有时候,我们需要从磁盘文件或网络文件中读取一串字节码,并把它转换成一个类,这时候就需要用到反射。最常见的典型例子就是将一串json字符串(在网络传输中最初的形态可能是字节数组)反射为对应类型的对象。
阿里巴巴提供的fastjson提供了 tojsonstring() 和 parseobject() 方法来将 java 对象与 json 相互转换。调用tojsonstring方法即可将对象转换成 json 字符串,parseobject 方法则反过来将 json 字符串转换成对象。fastjson的内部其实用的就是反射机制。
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package com.cmower.common.util; import java.io.unsupportedencodingexception; import org.apache.commons.logging.log; import org.apache.commons.logging.logfactory; import com.alibaba.fastjson.json; @suppresswarnings ( "all" ) public class jsonutil { private static log logger = logfactory.getlog( "json" ); public static byte [] objecttobyte(object obj) throws unsupportedencodingexception { string jsonstr = json.tojsonstring(obj); logger.debug( "序列化后数据:" + jsonstr); return jsonstr.getbytes( "utf-8" ); } public static <t> t bytetoobject( byte [] data, class <t> obj) throws unsupportedencodingexception { string objectstring = new string(data, "utf-8" ); logger.debug( "反序列化后数据 : " + objectstring); return json.parseobject(objectstring, obj); } public static <t> object stringtoobject(string data, class <t> obj) throws unsupportedencodingexception { logger.debug( "反序列化后数据 : " + data); return json.parseobject(data, obj); } } |
05 总结
为了完成这篇文章,我特意和青苗谷的一名技术专家聊了聊,问他了几个很傻逼的问题:“‘运行时'是什么意思?是站在java虚拟机的角度,还是程序员的角度?”
他给了我很好的解释和启发,我不由觉得非常的惭愧,作为一名年纪颇长的java学习者,竟然对理论知识薄弱到令人发指的地步——不知道你是否也有这样的困惑?
但写作的好处就在于此,在向读者解释“java如何在运行时识别类型信息”的过程中,我的思路逐渐地清晰了起来——这真是一个自我提升的好办法!
好了,以上就是这篇文章的全部内容了,希望本文的内容对大家的学习或者工作具有一定的参考学习价值,如果有疑问大家可以留言交流,谢谢大家对服务器之家的支持。
原文链接:https://www.cnblogs.com/qing-gee/p/10313662.html