Java类型信息

一、引言

　　最近在阅读《Java编程思想》，学习一下java类型信息，现在做一下总结。Java如何让我们在运行时识别对象和类的信息的。主要有两种方式：一种是传统的“RTTI”,它假定我们在编译时已经知道了所有的类型；另一种是“反射”机制，它允许我们在运行时发现和使用类的信息。

二、Class对象

　　要理解RTTI的工作原理，首先必须知道类型信息在运行时是如何表示的。这项工作是由称为Class对象的特殊对象完成的，它包含了与类有关的信息。事实上，Class对象就是用来创建类的所有“常规”对象的。Java使用Class对象来执行RTTI，即使你正在执行的是类似转型这样的操作。Class类还拥有大量使用RTTI的其它方式。

　　 类是程序的一部分，每个类都有一个Class对象。换言之，每当编写并且编译一个新类，就会产生一个Class对象（更恰当的说，是被保存在一个同名.class文件中）。为了生成这个类的对象，运行这个程序的Java虚拟机（JVM）将使用被称为“类加载器”的子系统。

　　类加载器子系统实际上可以包含一条类加载器链，但是只有一个原生类加载器。它是JVM实现的一部分。原生类加载器加载的是所谓的可信类，它包括Java API类，它们通常是从本地盘加载的。在这条链中，通常不需要额外的类加载器，但是如果你有特殊需求（例如以某种特殊方式加载类，以支持Web服务器应用，或者在网络中下载类），那么你有一种方式可以挂接这个额外的类加载器。

　　所有的类都是在对其第一次使用时候，动态加载到JVM中的。当程序创建第一个对类的静态成员引用时，就会加载这个类。这个证明构造器也是类的静态方法，即使在构造器之前并没有使用static关键字。因此使用new 操作符创建的新的类对象也会被当做是对类的静态成员的引用。

三、Class对象的生成方式如下

　　1.Class.forName("类名字符串")

　　2.类名.class

　　3.实例对象.getClass()

四、为了使用类而做的准备工作实际包含三个步骤：

　　1.加载。  这是由类加载器执行的。该步骤将查找字节码（通常在classpath所指的路径中查找，但并非是必需的），并从这些字节码中创建一个Class对象。

　　2.链接。 在链接阶段将验证类中的字节码，为静态域分配存储空间，并且如果必需的话，将解析这个类创建对其他类的所有引用。

　　3.初始化。 如果该类具有超类，则对其超类初始化，执行静态初始化器和静态初始化块。初始化被延迟到了对静态方法（构造器隐式的是静态的）或者非常数静态域进行首次引用时才执行：

下面是一个初始化的例子

 import java.util.Random;
 
 class Initable{
     static final int staticFinal = 47 ;
     static final int staticFinal2 =
             ClassInitialization.random.nextInt(1000);
     static {
         System.out.println("Initialzing Initable");
     }
 
 }
 
 class Initable2{
     static final int staticNonFinal = 147 ;
     static{
         System.out.println(" Initializing Initable2 ");
     }
 }
 
 class Initable3{
     static int staticNoFinal = 74 ;
     static {
         System.out.println("Initializing Initable3");
     }
 }
 
 public class ClassInitialization {
     public static Random random = new Random(47);
 
     public static  void main(String[] args) throws Exception{
         Class initable = Initable.class ;
         System.out.println("After creating Initable ref");
 
         System.out.println(Initable.staticFinal);
 
         System.out.println(Initable.staticFinal2);
 
         System.out.println(Initable2.staticNonFinal);
 
         Class initable3 = Class.forName("Initable3") ;
 
         System.out.println("After creating Initable3 ref");
 
         System.out.println(Initable3.staticNoFinal);
 
     }
 }

运行结果如下：

 After creating Initable ref
 47
 Initialzing Initable
 258
 147
 Initializing Initable3
 After creating Initable3 ref
 74

这个例子展示了：

　　1.初始化尽可能“惰性”。对initable引用的创建中可以看到， 仅使用.class语法来获得对类的引用不会发生初始化。但是，为了产生Class引用，Class.forName()立即就进行了初始化，就像在initable3引用创建中看到的。

　　2.如果一个static final 值是“编译期常量”，就像Initable.staticFinal那样，那么这个值不需要对Initable类进行初始化话就可以被读取。但是，如果只是将一个域设置为static 和final的，还不足以确保这种行为，例如，对Initable.staticFinal2的访问将强行进行类初始化，因为它不是一个编译期常量。

　　3.如果一个static域不是final的，那么在对它进行访问时，总是要求在它被读取之前，要先进行连接（为这个域分配存储空间）和初始化（初始化该存储空间），就像在对Initable.staticNonFinal的访问中看到的那样。

五、Class对象方法概述：

1.Class对象概述

　　(1)持有RTTI信息

　　(2)每个类都有一个Class对象，每当编译一个新类就产生一个Class对象。

　　(3) Class引用总是指向某个Class对象。Class引用表示的就是它所指向的对象的确切类型，而该对象便是Class类的一个对象。

2.forName()

　　(1)  获取Class对象的一个引用，但引用的类还没有加载(该类的第一个对象没有生成)就加载了这个类.

　　(2)  为了产生Class引用，forName()立即就进行了初始化。

3.Object-getClass()             获取Class对象的一个引用，返回表示该对象的实际类型的Class引用。

4.getName()                        获取全限定的类名(包括包名)，即类的完整名字。

5.getSimpleName()              获取类名(不包括包名)

6.getCanonicalName()         　获取全限定的类名(包括包名)

7.isInterface()                      判断Class对象是否是表示一个接口

8.getInterface()                   返回Class对象，表示Class对象所引用的类所实现的所有接口。

9.getSupercalss()                返回Class对象，表示Class对象所引用的类所继承的直接基类。应用该方法可在运行时发现　　一个对象完整的继承结构。

10.newInstance()              返回一个Oject对象，是实现“虚拟构造器”的一种途径。“虚拟构造器”：我不知道你的确切的　　类型，但无论如何都要正确创建你自己。用该方法创建的类，必须带有默认的构造器。

11.cast()                          接受一个对象为参数，并将其转型为Class引用的类型。该法一般是在无法使用普通转型的情况下使用。

12.getClassLoader()          返回该类的类加载器。

13.getComponentType()    返回表示数组组件类型的Class。

14.isArray()                       判定此 Class 对象是否表示一个数组类。

15.泛化的Class引用

　　1)实现方法：使用通配符“?”。

　　2)Class<?>优于Class，即便他们是等价的。

　　3)Class<?>的好处是明确地告诉编译器你选择了非具体的类版本，而不是由于碰巧或者疏忽而使用了一个非具体的类引用。

　　4)创建一个范围：创建一个Class引用 ,使它被限定为某种类型<className>；或该类型的任何子类型，< ? extends superClass>；或者该类型的超类，< ? super super sunClassName>