Class對象

虛擬機在class文件的加載階段，把類信息保存在方法區數據結構中，並在Java堆中生成一個Class對象，作為類信息的入口。

聲明兩個類，Cat.java 和 Dog.java

class Cat {
 private String name;
 private int age;
 static {
 System.out.println("Cat is load");
 }
}
class Dog {
 private String name;
 private int age;
 static {
 System.out.println("Dog is load");
 }
}

獲取Class對象一般有三種方式：

1. 通過實例變量方式

public class test {
 public static void main(String[] args) {
 Dog dog = new Dog();
 Class clazz = dog.getClass();
 }
}

1. 通過類名方式

public class test {
 public static void main(String[] args) {
 Class clazz = Dog.class;
 }
}

通過這種方式時，只會加載Dog類，並不會觸發其類構造器的初始化。

1. 通過Class.forName(String classname)方式

public class ClassTest {
 public static void main(String[] args) {
 try {
 Class clazz = Class.forName("zzzzzz.Dog");
 } catch (ClassNotFoundException e) {}
 }
}

在JDK源碼實現中，forName方法會調用Native方法forName0()，它在JVM中調用findClassFromClassLoader()加載Dog類，其原理和ClassLoader一樣，將會觸發Dog類的類構造器初始化，forName0方法聲明如下：

private static native Class> forName0(String name, boolean initialize, ClassLoader loader, Class> caller)

其中initialize參數，用來告訴虛擬機是否需要對加載的類進行初始化，如果initialize為false，則不會進行初始化Dog類。

Class clazz = Class.forName("zzzzzz.Dog", false, Dog.class.getClassLoader());

反射機制

反射機制reflect可以在運行期間獲取類的字段、方法、父類和接口等信息。

1、獲取類字段

Class class_dog = Dog.class;
Field[] fields = class_dog.getDeclaredFields();
for (Field field : fields) {
 System.out.println(field.getName());
}

2、獲取類方法

Class class_dog = Dog.class;
Method[] methods = class_dog.getDeclaredMethods();
for (Method method : methods) {
 System.out.println(method);
}

通過method.invoke(obj, ...args)可以調用obj實例的method方法。

3、獲取對應的實例構造器，並生成類實例

public class ClassTest {
 public static void main(String[] args) throws NoSuchMethodException {
 Class class_dog = Dog.class;
 Constructor constructor = class_dog.getConstructor(String.class, int.class);
 constructor.newInstance("Tom", 10);
 }
}
class Dog {
 private String name;
 private int age;
 public Dog(String name, int age) {
 this.name = name;
 this.age = age;
 }
} 

如果沒有顯示的聲明默認構造器，class_dog.getConstructor()會拋出NoSuchMethodException異常。

4、通過newInstance()方法生成類實例

Class class_dog = Dog.class;
Dog dog = class_dog.newInstance();

5、設置私有變量

Class class_dog = Dog.class;
Field name = class_dog.getDeclaredField("name");
name.setAccessible(true);
Dog dog = (Dog) class_dog.newInstance();
name.set(dog, "Tom");

6、獲取私有變量

Field f = Unsafe.class.getDeclaredField("theUnsafe");
f.setAccessible(true);
return (Unsafe)f.get(null);

這種方式在使用Unsafe類進行黑魔法時經常用到。

反射的性能問題

Stackoverflow上，很多人覺得使用反射reflect會影響系統性能，主要有以下幾點看法：

1、代碼的驗證防禦邏輯過於複雜，本來這塊驗證時在鏈接階段實現的，使用反射reflect時需要在運行時進行；

2、產生過多的臨時對象，影響GC的消耗；

3、由於缺少上下文，導致不能進行更多的優化，如JIT；

不過現代JVM已經運行的足夠快，我們應該把主要重心放在複雜的代碼邏輯上，而不是一開始就進行各種性能優化。

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關鍵字: 堆中 虛擬機 數據結構