反射

Java反射机制概述

静态 VS 动态语言
- 动态语言
  - 是一类在运行时可以改变其结构的语言：例如新的函数、对象、甚至代码可以被引进，
    已有的函数可以被删除或是其他结构上的变化。通俗点说就是在运行时
    代码可以根据某些条件改变自身结构
  - 主要动态语言：Object-C、C#、JavaScript、PHP、Python等
- 静态语言
  - 与动态语言相对应的，运行时结构不可变的语言就是静态语言。如Java、C、C++
  - Java不是动态语言，但Java可以称之为“准动态语言”，即Java有一定的动态性，
    我们可以利用反射机制获得类似动态语言的特性。Java的动态性让编程的时候更加灵活
Java Reflection
- Reflection（反射）是Java被视为动态语言的关键，反射机制允许程序在执行期间借助于
  Reflection API获得任何类的内部信息，并能直接操作任意对象的内部属性
  及方法
- 加载完类之后，在堆内存的方法区中就产生了一个Class类型的对象（一个类只有一个Class对象），
  这个对象就包含了完整的类的结构信息。我们可以通过这个对象看到类的结构。这个对象就像
  一面镜子，透过这个镜子可以看到类的结构，所以，我们形象的称之为反射。
Java反射机制研究及应用
- Java反射机制提供的功能
  - 在运行时判断任意一个对象所属的类
  - 在运行时构造任意一个类的对象
  - 在运行时判断任意一个类所具有的成员变量和方法
  - 在运行时获取泛型信息
  - 在运行时调用任意一个对象的成员变量和方法
  - 在运行时处理注解
  - 生成动态代理
  - …
Java反射优点和缺点
- 优点
  - 可以实现动态创建对象和编译，体现出很大的灵活性
- 缺点
  - 对性能有影响。使用反射基本上是一种解释操作，我们可以告诉JVM，
    我们希望做什么并且他满足我们的要求。这类操作总是慢于直接执行相同的操作。
反射相关的主要API
- java.lang.Class:代表一个类
- java.lang.reflect.Method:代表类的方法
- java.lang.reflect.Field:代表类的成员变量
- java.lang.reflect.Constructor:代表类的构造器
- …
Class类
- 在Object类中定义了以下的方法，此方法将被所有子类继承
- 以上的方法返回值的类型是一个Class类，此类是Java反射的源头，
  实际上所谓反射从程序的执行结果来看也很好理解，即：可以通过对象反射求出
  类的名称
Class类
- 对照镜子后可以得到的信息：某个类的属性、方法和构造器、某个类到底实现了哪些接口。
  对于每个类而言，JRE都为其保留一个不变的Class类型的对象。一个Class对象
  包含了特定某个结构（class/interface/enum/annotation/primitive type/void/[]）的有关信息。
  - Class本身也是一个类
  - Class对象只能由系统建立对象
  - 一个加载的类在JVM中只会有一个Class实例
  - 一个Class对象对应的是一个加载到JVM中的一个.class文件
  - 每个类的实例都会记得自己是由哪个Class实例所生成
  - 通过Class可以完整地得到一个类中的所有被加载的结构
  - Class类是Reflection的根源，针对任何你想动态加载、运行的类，
    唯有先获得相应的Class对象
Class类的常用方法
获取Class类的实例
- a)若已知具体的类，通过类的class属性获取，该方法最为安全可靠，程序性能最高
- b)已知某个类的实例，调用该实例的getClass()方法获取Class对象
- c)已知一个类的全类名，且该类在类路径下，可通过Class类的静态方法forName()获取，可能抛出
  ClassNotFoundException
- d)内置基本数据类型可以直接用类名.Type
- e)还可以利用ClassLoader我们之后讲解
哪些类型可以有Class对象？
- class：外部类，成员（成员内部类，静态内部类），局部内部类，匿名内部类
- interface：接口
- []:数组
- enum:枚举
- annotation:注解@interface
- primitive type:基本数据类型
- void:
Java内存分析
了解：类的加载过程
当程序主动使用某个类时，如果该类还未被加载到内存中，则系统会通过如下
三个步骤来对该类进行初始化。
类的加载与ClassLoader的理解
- 加载：将class文件字节码内容加载到内存中，并将这些静态数据转换成方法区的运行时数据结构，
  然后生成一个代表这个类的java.lang.Class对象
- 链接：将Java类的二进制代码合并到JVM的运行状态之中的过程
  - 验证：确保加载的类信息符合JVM规范，没有安全方面的问题
  - 准备：正式为类变量（static）分配内存并设置类变量默认初始值的阶段，这种内存都将在方法区中进行分配
  - 解析：虚拟机常量池内的符号引用（常量名）替换为直接引用（地址）的过程
- 初始化：
  - 执行类构造器 <clinit>() 方法的过程。类构造器()方法是由编译器自动收集类中所有类变量的赋值动作和
    静态代码块中的语句合并产生的。（类构造器是构造类信息的，不是构造该类对象的构造器）
  - 当初始化一个类的时候，如果发现其父类还没有进行初始化，则需要先触发其父类的初始化。
  - 虚拟机会保证一个类的<clinit>()方法在多线程环境中被正确加锁和同步
类的加载过程示例
代码示例
什么时候会发生类初始化？
类加载器的作用