Java进阶教程之运行时类型识别RTTI机制

时间:2021-05-20

运行时类型识别(RTTI, Run-Time Type Identification)是Java中非常有用的机制,在Java运行时,RTTI维护类的相关信息。

多态(polymorphism)是基于RTTI实现的。RTTI的功能主要是由Class类实现的。

Class类

Class类是"类的类"(class of classes)。如果说类是对象的抽象和集合的话,那么Class类就是对类的抽象和集合。

每一个Class类的对象代表一个其他的类。比如下面的程序中,Class类的对象c1代表了Human类,c2代表了Woman类。

复制代码 代码如下:
public class Test
{
public static void main(String[] args)
{
Human aPerson = new Human();
Class c1 = aPerson.getClass();
System.out.println(c1.getName());

Human anotherPerson = new Woman();
Class c2 = anotherPerson.getClass();
System.out.println(c2.getName());
}
}

class Human
{
/**
* accessor
*/
public int getHeight()
{
return this.height;
}

/**
* mutator
*/
public void growHeight(int h)
{
this.height = this.height + h;
}
private int height;
}


class Woman extends Human
{
/**
* new method
*/
public Human giveBirth()
{
System.out.println("Give birth");
return (new Human());
}

}

当我们调用对象的getClass()方法时,就得到对应Class对象的引用。

在c2中,即使我们将Women对象的引用向上转换为Human对象的引用,对象所指向的Class类对象依然是Woman。

Java中每个对象都有相应的Class类对象,因此,我们随时能通过Class对象知道某个对象“真正”所属的类。无论我们对引用进行怎样的类型转换,对象本身所对应的Class对象都是同一个。当我们通过某个引用调用方法时,Java总能找到正确的Class类中所定义的方法,并执行该Class类中的代码。由于Class对象的存在,Java不会因为类型的向上转换而迷失。这就是多态的原理。

getClass: 我是谁?

除了getClass()方法外,我们还有其他方式调用Class类的对象。

复制代码 代码如下:
public class Test
{
public static void main(String[] args)
{
Class c3 = Class.forName("Human");
System.out.println(c1.getName());

Class c4 = Woman.class
System.out.println(c2.getName());
}
}

上面显示了两种方式:

1.forName()方法接收一个字符串作为参数,该字符串是类的名字。这将返回相应的Class类对象。

2.Woman.class方法是直接调用类的class成员。这将返回相应的Class类对象。

Class类的方法

Class对象记录了相应类的信息,比如类的名字,类所在的包等等。我们可以调用相应的方法,比如:
复制代码 代码如下:
getName() 返回类的名字
getPackage() 返回类所在的包

可以利用Class对象的newInstance()方法来创建相应类的对象,比如:
复制代码 代码如下:
Human newPerson = c1.newInstance();

newInstance()调用默认的不含参数的构建方法。

我们可以获得类定义的成员:
复制代码 代码如下:
getFields() 返回所有的public数据成员
getMethods() 返回所有的public方法

可以进一步使用Reflection分析类。这里不再深入。

Class类更多的方法可查询官方文档:

http://docs.oracle.com/javase/1.5.0/docs/api/java/lang/Class.html

Class类的加载

当Java创建某个类的对象,比如Human类对象时,Java会检查内存中是否有相应的Class对象。

如果内存中没有相应的Class对象,那么Java会在.class文件中寻找Human类的定义,并加载Human类的Class对象。

在Class对象加载成功后,其他Human对象的创建和相关操作都将参照该Class对象。

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