Java在运行时识别类型信息的方法详解

三叶草

这篇文章主要给大家介绍了关于Java在运行时识别类型信息的相关资料，文中通过示例代码介绍的非常详细，对大家的学习或者工作具有一定的参考学习价值，需要的朋友可以参考借鉴，下面来一起看看吧
前言
在日常的学习工作当中，有一些知识是我们在读书的时候就能够习得；但有一些知识不是的，需要在实践的时候才能得到真知——这或许就是王阳明提倡的“知行合一”。
在java中，并不是所有的类型信息都能在编译阶段明确，有一些类型信息需要在运行时才能确定，这种机制被称为rtti，英文全称为run-time type identification，即运行时类型识别，有没有一点“知行合一”的味道？运行时类型识别主要由class类实现。
01 class类
在java中，我们常用“class”（首字母为小写的c）关键字来定义一个类，说这个类是对某一类对象的抽象。你比如说王二是一个网络知名作者，我们可以这样简单地定义作者类：

package com.cmower.java_demo.fifteen;
 
class author {
 private string pen_name;
 private string real_name;
}

现在，我们想知道writer这个类本身的一些信息（比如说类名），该怎么办呢？这时候就需要用到“class”（首字母为大写的c）类，该类包含了与类有关的信息。请看以下代码：

public class test {
 public static void main (string [] args) {
  author wanger = new author();
  class c1 = wanger.getclass();
  system.out.println(c1.getname());
  //输出 com.cmower.java_demo.fifteen.author
 }
}

当我们创建了作者对象wanger后，就可以通过wanger.getclass()获取wanger的class对象，通过c1.getname()可获得wanger对象的类名。
想象一下，经过五年的刻意练习，王二从一名写作爱好者晋升为一名作家了。我们用代码来假装一下：

package com.cmower.java_demo.fifteen;
 
class author {
 private string pen_name;
 private string real_name;
}
 
class writer extends author {
 private string honour;
}
 
public class test {
 public static void main (string [] args) {
  author wanger = new writer();
  class c1 = wanger.getclass();
  system.out.println(c1.getname());
  //输出 com.cmower.java_demo.fifteen.writer
 }
}

在上例中，即使我们将writer的对象引用wanger向上转型为author，wanger的class对象类型依然是writer（通过输出结果可以判定）。这也就是说，java能够在运行时自动识别类型的信息，它不会因为wanger的引用类型是author而丢失wanger真正的类型信息（writer）。java是怎么做到这一点呢？
当java创建某个类的对象，比如writer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writer类的定义，并加载writer类的class对象。
一旦class对象加载成功，就可以用它来创建这种类型的所有对象。这也就是说，每个对象在运行时都会有对应的class对象，这个class对象包含了这个对象的类型信息。因此，我们能够通过class对象知道某个对象“真正”的类型，并不会因为向上转型而丢失。
02 获取class对象的其他方式
在使用getclass()方法获取一个类的class对象时，我们必须要先获取这个类的对象，比如上面提到的wanger。如果我们之前没有获取这个类的对象，就需要用另外两种方式来获取类的class对象：

class c2 = writer.class;
system.out.println(c2.getname());
 
try {
 class c3 = class.forname("com.cmower.java_demo.fifteen.writer");
 system.out.println(c3.getname());
} catch (classnotfoundexception e) {
 e.printstacktrace();
}

1）当使用.class来获取class对象时，不会自动地初始化该class对象，初始化被延迟到了对静态方法或者非final静态域进行首次引用时才执行。这样做不仅更简单，而且更安全，因为它在编译时就会受到检查（因此不需要置于try语句块中）。
2）class.forname会自动地初始化该class对象，但需要指定类名，并且需要置于try语句块中。
03 class类提供的常用方法
class类为我们提供了一些非常有用的方法，比如说getname()用来返回类名，getpackage()返回类所在的包名。
我们还可以利用class类提供的newinstance()方法来创建相应类的对象，比如:

class c2 = writer.class;
system.out.println(c2.getname());
 
try {
 writer wangsan = (writer) c2.newinstance();
 system.out.println(wangsan);
 // 输出：com.cmower.java_demo.fifteen.writer@7852e922
} catch (instantiationexception | illegalaccessexception e1) {
 e1.printstacktrace();
}

由于我们在创建class对象c2时没有使用泛型，所以newinstance()返回的对象类型需要强转为writer。我们可以在此基础上进行改进，示例如下：

class<writer> c4 = writer.class;
system.out.println(c4.getname());
 
try {
 writer wangsan = c4.newinstance();
 system.out.println(wangsan);
 // 输出：com.cmower.java_demo.fifteen.writer@7852e922
} catch (instantiationexception | illegalaccessexception e1) {
 e1.printstacktrace();
}

04 反射
我们还可以通过getfields()获取所有public修饰的字段，通过getmethods()返回所有public修饰的方法。
甚至，我们还可以通过getdeclaredfields()获取更多字段，包括公共、受保护、默认(包)访问和私有字段，但不包括继承字段。对应的，getdeclaredmethods()用来获取更多方法。示例如下：

package com.cmower.java_demo.fifteen;
 
import java.lang.reflect.field;
import java.lang.reflect.method;
 
class author {
 private string pen_name;
 private string real_name;
}
 
class writer extends author {
 private string honour;
 
 private void makemoney() {
  system.out.println("很多很多钱");
 }
}
 
public class test {
 public static void main(string[] args) {
 
  class<writer> c4 = writer.class;
  system.out.println(c4.getname());
 
  try {
   writer wangsan = c4.newinstance();
   system.out.println(wangsan);
 
   field[] fields = c4.getdeclaredfields();
   for (field field : fields) {
  system.out.println(field.getname());
   }
 
   method[] methods = c4.getdeclaredmethods();
   for (method method : methods) {
  system.out.println(method.getname());
   }
  } catch (instantiationexception | illegalaccessexception e1) {
   e1.printstacktrace();
  }
 
 }
}

上面的例子其实涉及到了反射，field、method（还有例子中未提到的constructor）都来自java.lang.reflect类库。class类与java.lang.reflect类库一起对反射的概念进行了支持。
有时候，我们需要从磁盘文件或网络文件中读取一串字节码，并把它转换成一个类，这时候就需要用到反射。最常见的典型例子就是将一串json字符串（在网络传输中最初的形态可能是字节数组）反射为对应类型的对象。
阿里巴巴提供的fastjson提供了 tojsonstring() 和 parseobject() 方法来将 java 对象与 json 相互转换。调用tojsonstring方法即可将对象转换成 json 字符串，parseobject 方法则反过来将 json 字符串转换成对象。fastjson的内部其实用的就是反射机制。

package com.cmower.common.util;
 
import java.io.unsupportedencodingexception;
 
import org.apache.commons.logging.log;
import org.apache.commons.logging.logfactory;
 
import com.alibaba.fastjson.json;
 
@suppresswarnings("all")
public class jsonutil {
 private static log logger = logfactory.getlog("json");
 
 public static byte[] objecttobyte(object obj) throws unsupportedencodingexception {
  string jsonstr = json.tojsonstring(obj);
  logger.debug("序列化后数据：" + jsonstr);
  return jsonstr.getbytes("utf-8");
 }
 
 public static <t> t bytetoobject(byte[] data, class<t> obj) throws unsupportedencodingexception {
  string objectstring = new string(data, "utf-8");
  logger.debug("反序列化后数据 : " + objectstring);
  return json.parseobject(objectstring, obj);
 }
 
 public static <t> object stringtoobject(string data, class<t> obj) throws unsupportedencodingexception {
  logger.debug("反序列化后数据 : " + data);
  return json.parseobject(data, obj);
 }
}

05 总结
为了完成这篇文章，我特意和青苗谷的一名技术专家聊了聊，问他了几个很傻逼的问题：“‘运行时'是什么意思？是站在java虚拟机的角度，还是程序员的角度？”
他给了我很好的解释和启发，我不由觉得非常的惭愧，作为一名年纪颇长的java学习者，竟然对理论知识薄弱到令人发指的地步——不知道你是否也有这样的困惑？
但写作的好处就在于此，在向读者解释“java如何在运行时识别类型信息”的过程中，我的思路逐渐地清晰了起来——这真是一个自我提升的好办法！
好了，以上就是这篇文章的全部内容了，希望本文的内容对大家的学习或者工作具有一定的参考学习价值，如果有疑问大家可以留言交流，谢谢大家对CodeAE代码之家的支持。
原文链接：https://www.cnblogs.com/qing-gee/p/10313662.html