JAVA Class类与反射

Class类与Class对象

Class对象是Class类的实例，类至少包含以下信息，因此class类又可以被 解构为如下部分：

权限修饰符
类名
参数化类型（泛型信息）
接口Interface
注解Annotation
字段Field（重点）
构造器Constructor（重点）
方法Methd（重点）

以下图为例：
在这里插入图片描述

整个.class文件最终都成为字节数组byte[] b，里面的构造器、方法等各个“组件”，其实也是字节。
打开Class类的源代码，发现果然如此：

private static class ReflectionData<T> {
        volatile Field[] declaredFields;
        volatile Field[] publicFields;
        volatile Method[] declaredMethods;
        volatile Method[] publicMethods;
        volatile Constructor<T>[] declaredConstructors;
        volatile Constructor<T>[] publicConstructors;
        // Intermediate results for getFields and getMethods
        volatile Field[] declaredPublicFields;
        volatile Method[] declaredPublicMethods;
        volatile Class<?>[] interfaces;

        // Value of classRedefinedCount when we created this ReflectionData instance
        final int redefinedCount;

        ReflectionData(int redefinedCount) {
            this.redefinedCount = redefinedCount;
        }
    }

而且，针对字段、方法、构造器，因为信息量太大了，JDK还单独写了三个类,比如

Method类：

在这里插入图片描述

Field类：

在这里插入图片描述

Constructor类：

在这里插入图片描述

也就是说，Class类准备了很多东西来标识一个.class文件的信息，并写了三个类，Method,Fileld,Constructor来描述方法、字段、构造器等信息。
比如：
在这里插入图片描述

也就是说，Class类准备了很多字段用来表示一个.class文件的信息，对于字段、方法、构造器等，为了更详细地描述这些重要信息，还写了三个类，每个类里面都有很详细的对应

理解反射API

没啥好说的，在日常开发中反射最终目的主要两个：

创建实例
反射调用方法

创建实例的难点在于，很多人不知道clazz.newInstance()底层还是调用Contructor对象的newInstance()。所以，要想调用clazz.newInstance()，必须保证编写类的时候有个无参构造。

反射调用方法的难点，有两个，初学者可能会不理解。

在此之前，先来理清楚Class、Field、Method、Constructor四个对象的关系：
在这里插入图片描述

Field、Method、Constructor对象内部有对字段、方法、构造器更详细的描述。

难点一：为什么根据Class对象获取Method时，需要传入方法名+参数的Class类型

为什么要传 name和 ParameterType？
因为.class文件中有多个方法，比如：
在这里插入图片描述

所以必须传入name，以方法名区分哪个方法，得到对应的Method。

那参数parameterTypes为什么要用Class类型，我想和调用方法时一样直接传变量名不行吗，比如userName， age。

答案是：我们无法根据变量名区分方法

实际上，调用Class对象的getMethod()方法时，内部会循环遍历所有Method，然后根据方法名和参数类型匹配唯一的Method返回。

private static Method searchMethods(Method[] methods,
                                        String name,
                                        Class<?>[] parameterTypes)
    {
        Method res = null;
        String internedName = name.intern();
        for (int i = 0; i < methods.length; i++) {
            Method m = methods[i];
            if (m.getName() == internedName
                && arrayContentsEq(parameterTypes, m.getParameterTypes())
                && (res == null
                    || res.getReturnType().isAssignableFrom(m.getReturnType())))
                res = m;
        }

        return (res == null ? res : getReflectionFactory().copyMethod(res));
    }

难点二：调用method.invoke(obj, args);时为什么要传入一个目标对象？

上面分析过，.class文件通过IO被加载到内存后，JDK创造了至少四个对象：Class、Field、Method、Constructor，这些对象其实都是0101010的抽象表示。

以Method对象为例，它到底是什么，怎么来的？我们上面已经分析过，Method对象有好多字段，比如name（方法名），returnType（返回值类型）等。也就是说我们在.java文件中写的方法，被“解构”以后存入了Method对象中。所以对象本身是一个方法的映射，一个方法对应一个Method对象。

对象的本质就是用来存储数据的。而方法作为一种行为描述，是所有对象共有的，不属于某个对象独有。比如现有两个Person实例

    Person p1 = new Person();
    Person p2 = new Person();

对象 p1保存了"hst"和18，p2保存了"cxy"和20。但是不管是p1还是p2，都会有changeUser()，但是每个对象里面写一份太浪费。既然是共性行为，可以抽取出来，放在方法区共用。

但这又产生了一个棘手的问题，方法是共用的，JVM如何保证p1调用changeUser()时，changeUser()不会跑去把p2的数据改掉呢？

所以JVM设置了一种隐性机制，每次对象调用方法时，都会隐性传递当前调用该方法的对象参数，方法可以根据这个对象参数知道当前调用本方法的是哪个对象！

示例图

同样的，在反射调用方法时，本质还是希望方法处理数据，所以必须告诉它执行哪个对象的数据。

在这里插入图片描述

所以，把Method理解为方法执行指令吧，它更像是一个方法执行器，必须告诉它要执行的对象（数据）。

当然，如果是invoke一个静态方法，不需要传入具体的对象。因为静态方法并不能处理对象中保存的数据。

参考文章：
【1】https://www.zhihu.com/question/24304289/answer/694344906