Java中Class类工作原理详解
类是程序的一部分，每个类都有一个Class对象。换言之，每当编写并且编译了一个新类，就会产生一个Class对象（恰当地说，是被保存在一个同名的.class文件中）。在运行时，当我们想生成这个类的对象时，运行这个程序的 Java虚拟机（JVM）首先检查这个类的Class对象是否已经加载。如果尚未加载，JVM就会根据类名查找.class文件，并将其载入。
1．Class对象
Class对象包含了与类相关的信息。事实上，Class对象就是用来创建类的所有的“普通”对象的。
类是程序的一部分，每个类都有一个Class对象。换言之，每当编写并且编译了一个新类，就会产生一个Class对象（恰当地说，是被保存在一个同名的.class文件中）。在运行时，当我们想生成这个类的对象时，运行这个程序的 Java虚拟机（JVM）首先检查这个类的Class对象是否已经加载。如果尚未加载，JVM就会根据类名查找.class文件，并将其载入。
一旦某个类的Class对象被载入内存，它就被用来创建这个类的所有对象。看下面示例。
SweetShop.java
package com.zj.sample;
class Candy {
static {
System.out.println("Loading Candy");
}
}
class Gum {
static {
System.out.println("Loading Gum");
}
}
class Cookie {
static {
System.out.println("Loading Cookie");
}
}
public class SweetShop {
public static void main(String[] args) {
System.out.println("inside main");
new Candy();
System.out.println("After creating Candy");
try {
Class.forName("com.zj.sample.Gum");
} catch (ClassNotFoundException e) {
System.out.println("Couldn\'t find Gum");
}
System.out.println("After Class.forName(\"Gum\")");
new Cookie();
System.out.println("After creating Cookie");
}
}
结果：
inside main
Loading Candy
After creating Candy
Loading Gum
After Class.forName("Gum")
Loading Cookie
After creating Cookie
2．获取Class实例的三种方式
1）利用对象调用getClass()方法获取该对象的Class实例。
2）使用Class类的静态方法forName()，用类的名字获取一个Class实例。
3）运用.class的方式来获取Class实例，对于基本数据类型的封装类，还可以采用.TYPE来获取相对应的基本数据类型的Class实例。
3．Class.forName
上面的示例中：
Class.forName("com.zj.sample.Gum");
这个方法是Class类（所有Class对象都属于这个类）的一个static成员。Class对象就和其它对象一样，我们可以获取并操作它的引用。forName()是取得Class对象的引用的一种方法。它是用一个包含目标类的文本名的String作输入参数，返回的是一个Class对象的引用。
4．类字面常量
Java还提供了另一种方法来生成对Class对象的引用，即使用“类字面常量”。对上述程序来说，可以是：
com.zj.sample.Gum.class;
5．关键字instanceof
关键字instanceof返回一个布尔值，判断是不是某个特定类型的实例。
if(x instanceof Dog) ((Dog)x).bark();
6．获取Class实例
package com.zj.sample;
class Point {
int x, y;
}
class ClassTest {
public static void main(String[] args) {
Point pt = new Point();
Class c1 = pt.getClass();
System.out.println(c1.getName());
try {
Class c2 = Class.forName("com.zj.sample.Point");
System.out.println(c2.getName());
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
}
Class c3 = Point.class;
System.out.println(c3.getName());
Class c4 = int.class;
System.out.println(c4.getName());
Class c5 = Integer.TYPE;
System.out.println(c5.getName());
Class c6 = Integer.class;
System.out.println(c6.getName());
}
}
结果：
com.zj.sample.Point
com.zj.sample.Point
com.zj.sample.Point
int
int
java.lang.Integer
7．Class的其他方法
1）Class.newInstance()使用所选的Class对象生成该类的新实例。它调用了缺省（无参数）的类构造器生成新的对象。所以使用newInstance()创建的类必须有一个缺省构造器。对于newInstance ()来说，可以在原先没有任何对象存在的情况下，使用它创建一个新的对象。
利用newInstance()实例化一个对象：
package com.zj.sample;
class Point {
static {
System.out.println("Loading Point");
}
int x, y;
}
class ClassTest {
public static void main(String[] args) {
try {
Class c = Class.forName("com.zj.sample.Point");
Point pt = (Point) c.newInstance();
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
结果：
Loading Point
2）Class.isInstance()方法提供了一种动态地调用instanceof运算符的途径。
3）Class.getInterfaces()方法返回Class对象的数组，这些对象代表的是某个Class对象所包含的接口。
4）如果有一个Class对象，那么就可以通过getSuperclass()获取它的直接基类。这个方法自然也是返回一个Class引用，所以可以进一步查询其基类。这意味着在运行时，可以找到一个对象完整的类层次结构。
5）Class类支持反射的概念，Java附带的库 java.lang.reflect包含了Field、Method以及Constructor类（每个类都实现了Member接口）。这些类型的对象是由JVM在运行时创建的，用以表示未知类里对应的成员。这样可以使用Constructor创建新的对象，用get()和set()方法读取和修改与 Field对象关联的字段，用invoke()方法调用与Method对象关联的方法。另外，还可以调用getFields()、getMethods、 getConstrucotrs()方法，返回表示字段、方法以及构造器的对象的数组。
8．利用反射API察看未知类的构造方法与方法
package com.zj.sample;
import java.lang.reflect.Constructor;
import java.lang.reflect.Method;
class Point {
static {
System.out.println("Loading Point");
}
int x, y;
void output() {
System.out.println("x=" + x + "," + "y=" + y);
}
Point(int x, int y) {
this.x = x;
this.y = y;
}
}
class ClassTest {
public static void main(String[] args) {
try {
Class c = Class.forName("com.zj.sample.Point");
Constructor[] cons = c.getDeclaredConstructors();
for (int i = 0; i < cons.length; i++)// 返回所有声明的构造方法
{
System.out.println(cons[i]);
}
Method[] ms = c.getDeclaredMethods();
for (int i = 0; i < ms.length; i++)// 返回所有声明的方法
{
System.out.println(ms[i]);
}
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
结果：
Loading Point
com.zj.sample.Point(int,int)
void com.zj.sample.Point.output()
9．动态调用一个类的实例（完全没有出现point这个名字）
package com.zj.sample;
import java.lang.reflect.Constructor;
import java.lang.reflect.Method;
class Point {
static {
System.out.println("Loading Point");
}
int x, y;
void output() {
System.out.println("x=" + x + "," + "y=" + y);
}
Point(int x, int y) {
this.x = x;
this.y = y;
}
}
class ClassTest {
public static void main(String[] args) {
try {
Class c = Class.forName("com.zj.sample.Point");
Constructor[] cons = c.getDeclaredConstructors();
Class[] params = cons[0].getParameterTypes();// 察看构造器的参数信息
Object[] paramValues = new Object[params.length];// 构建数组传递参数
for (int i = 0; i < params.length; i++) {
if (params[i].isPrimitive())// 判断class对象表示是否是基本数据类型
{
paramValues[i] = new Integer(i);
}
}
Object o = cons[0].newInstance(paramValues);// 创建一个对象的实例
Method[] ms = c.getDeclaredMethods();// 调用方法
ms[0].invoke(o, null);// 用指定的参数调用（output方法没有参数，null）
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
结果：
Loading Point
x=0,y=1
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