一、引言
很多时候我们的程序可能需要在运行时识别对象和类的信息，比如多态就是基于运行时环境进行动态判断实际引用的对象。在运行时识别对象和类的信息主要有两种方式：1.RTTI，具体是Class对象，它假定我们在编译时已经知道了所有类型。2.反射机制，运行我们在运行时发现和使用类的信息。
二、RTTI
RTTI（Run-Time Type Infomation），运行时类型信息。可以在运行时识别一个对象的类型。类型信息在运行时通过Class对象表示，Class对象包含与类有关的信息，可以使用Class对象来创建类的实例。
每个类对应一个Class对象，这个Class对象放在.class文件中，当我们的程序中首次主动使用某类型时，会把该类型所对应的Class对象加载进内存，在这篇文章JVM之类加载器中阐述了哪些情况符合首次主动使用。
既然RTTI和Class对象有莫大的关系，即有了Class对象，就可以进行很多操作，那么，我们如何获取到Class对象呢？有三种方法1. Class.forName("全限定名")；（其中，全限定名为包名+类名）。2. 类字面常量，如String.class，对应String类的Class对象。3.通过getClass()方法获取Class对象，如String str = "abc";str.getClass();。
通过一个类对应的Class对象后，我们可以做什么？我们可以获取该类的父类、接口、创建该类的对象、该类的构造器、字段、方法等等。总之，威力相当大。
下面我们通过一个例子来熟悉Class对象的各种用法。
package com.hust.grid.leesf.algorithms; import java.lang.reflect.Constructor; import java.lang.reflect.Method; interface SuperInterfaceA { }; interface SuperInterfaceB { }; class SuperC { private String name; public SuperC() { } public SuperC(String name) { this.name = name; } @Override public String toString() { return name; } } class Sub extends SuperC implements SuperInterfaceA, SuperInterfaceB { private String name; public Sub() { super(); } public Sub(String name) { super(name); this.name = name; } public String getName() { return name; } } public class Main { public static Sub makeInstance(Class<?> clazz) { Sub sub = null; try { sub = (Sub) clazz.newInstance(); } catch (InstantiationException | IllegalAccessException e) { e.printStackTrace(); } return sub; } public static void printBasicInfo(Class<?> clazz) { System.out.println("CanonicalName : " + clazz.getCanonicalName()); System.out.println("Name : " + clazz.getName()); System.out.println("Simple Name : " + clazz.getSimpleName()); System.out.println("SuperClass Name : " + clazz.getSuperclass().getName()); Class<?>[] interfaces = clazz.getInterfaces(); for (Class<?> inter : interfaces) { System.out.println("Interface SimpleName : " + inter.getSimpleName()); } Constructor<?>[] constructors = clazz.getConstructors(); for (Constructor<?> cons : constructors) { System.out.println("Constructor Name : " + cons.getName() + " And Parameter Count : " + cons.getParameterCount()); } Method[] methods = clazz.getDeclaredMethods(); for (Method method : methods) { System.out.println("Method Name : " + method.getName()); } } public static void main(String[] args) { //Sub sub = new Sub(); //Class<?> clazz = sub.getClass(); Class<?> clazz = Sub.class; Sub instance = makeInstance(clazz); if (instance != null) { System.out.println("make instance successful"); } else { System.out.println("make instance unsuccessful"); } printBasicInfo(clazz); } }
运行结果：
make instance successful CanonicalName : com.hust.grid.leesf.algorithms.Sub Name : com.hust.grid.leesf.algorithms.Sub Simple Name : Sub SuperClass Name : com.hust.grid.leesf.algorithms.SuperC Interface SimpleName : SuperInterfaceA Interface SimpleName : SuperInterfaceB Constructor Name : com.hust.grid.leesf.algorithms.Sub And Parameter Count : 0 Constructor Name : com.hust.grid.leesf.algorithms.Sub And Parameter Count : 1 Method Name : getName
说明：使用method1、method2、method3三种方法都可以获得Class对象，运行结果是等效的。但是三者还是有稍许的区别。区别是从类的初始化角度来看的。如
Class.forName("全限定名")会导致类型的加载、链接、初始化过程，而.class则不会初始化该类。显然，getClass肯定是会初始化该类的，因为这个方法时依托于类的对象。
下面我们通过一个例子比较.class和forName()两种方法的区别。
package com.hust.grid.leesf.algorithms; import java.util.Random; class Init1 { static final int staticFinal1 = 1; static final int staticFinal2 = Main.random.nextInt(100); static { System.out.println("init init1"); } } class Init2 { static int staticNonFinal1 = 3; static { System.out.println("init init2"); } } class Init3 { static int staticNonFinal1 = 5; static { System.out.println("init init3"); } } public class Main { public static Random random = new Random(47); public static void main(String[] args) { Class<?> clazzClass = Init1.class; System.out.println("after init init1 ref"); System.out.println(Init1.staticFinal1); System.out.println(Init1.staticFinal2); System.out.println(Init2.staticNonFinal1); try { Class<?> clazz1 = Class.forName("com.hust.grid.leesf.algorithms.Init3"); System.out.println("after init init3 ref"); System.out.println(Init3.staticNonFinal1); } catch (ClassNotFoundException e1) { // TODO Auto-generated catch block e1.printStackTrace(); } } }
运行结果：
after init init1 ref 1 init init1 58 init init2 3 init init3 after init init3 ref 5
说明：从结果也进一步验证了.class不会初始化类，而.forName()会初始化类。并且，对常量静态域的使用也不会导致类的初始化。
三、反射
与RTTI必须在编译器就知道所有类型不同，反射不必在编译期就知道所有的类型，它可以在运行过程中使用动态加载的类，而这个类不必在编译期就已经知道。反射主要由java.lang.reflect类库的Field、Method、Constructor类支持。这些类的对象都是JVM在运行时进行创建，用来表示未知的类。
关于两者的区别更深刻表达如下：对于RTTI而言，编译器在编译时打开和检查.class文件；对于反射而言，.class文件在编译时是不可获取的，所以在运行时打开和检查.class文件。
其实在的第一个例子中我们已经用到了Constructor、Method类，现在我们来更加具体的了解Constructor、Method、Field类。
boy height = 175 name = leesf_dyd handsome = true true i am a private method height = 180 name = leesf handsome = true height = 200 name = leesf handsome = true
说明：反射可以让我们创建一个类的实例、在类外部访问类的私有方法、私有字段。反射真的很强大~
四、动态代理-反射的应用
动态创建代理并且动态处理对所代理方法的调用。在动态代理上所做的所有调用都会被重定向到单一的调用处理器上。
下面是动态代理的例子
import java.lang.reflect.InvocationHandler; import java.lang.reflect.Method; import java.lang.reflect.Proxy; interface Interface { void doSomething(); void doSomethingElse(String str); } class RealObject implements Interface { @Override public void doSomething() { System.out.println("doSomething"); } @Override public void doSomethingElse(String str) { System.out.println("doSomething else " + str); } } class DynamicProxyHandler implements InvocationHandler { private Object proxied; public DynamicProxyHandler(Object proxied) { this.proxied = proxied; } @Override public Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args) throws Throwable { if (method.getName().startsWith("do")) { System.out.println("call do*** methods"); } method.invoke(proxied, args); return null; } } public class DynamicProxy { public static void main(String[] args) { RealObject proxied = new RealObject(); proxied.doSomething(); proxied.doSomethingElse("leesf"); Interface proxy = (Interface) Proxy.newProxyInstance(Interface.class .getClassLoader(), new Class[] { Interface.class }, new DynamicProxyHandler(proxied)); proxy.doSomething(); proxy.doSomethingElse("leesf"); } }
运行结果：
doSomething doSomething else leesf call do*** methods doSomething call do*** methods doSomething else leesf
说明：可以在invoke方法中进行过滤操作。过滤出以do开头的方法进行转发。
五、总结
RTTI和反射分析就到此为止，RTTI和反射确实很强大，可以帮助我们干很多事情，用对地方绝对威力无穷，谢谢各位园友的观看~
