淺析Java中的反射機制原理

http://blog.csdn.net/xiaoxian8023/article/details/9154227  

反射反射，程序員的快樂！

       Java中反射機制使用的還是比較廣泛的，系統的靈活性、可擴展性大都都是通過反射等方式來加載外部插件，使得系統與插件解耦的同時，增加了功能。但是很多人都只是會用，卻是不知道它的實現機制，今天就由我來帶大家揭開反射機制的神祕面紗。

       Java中是用Class.forName(classname)來反射類。

package com.java.reflecttest;

import com.java.dbtest.DBTest;


/**
 * Java反射機制測試
 * @author Longxuan
 *
 */
public class ReflectTest {

    /**
     * 測試反射類
     */
    public static void refTest(){
        String className = "com.java.dbtest.TestConnection";
        DBTest dbTest = null;
        try {

            //通過反射機制，使用類裝載器，裝載該類
            Class tc = Class.forName(className);

            //輸出反射得到的類
            System.out.println(tc);

            //創建該類的實例，轉化爲接口
            dbTest =(DBTest)tc.newInstance();

            //通過接口，調用該類的方法
            dbTest.SelectUser();

        } catch (ClassNotFoundException e) {
            e.printStackTrace();
        } catch (InstantiationException e) {
            e.printStackTrace();
        } catch (IllegalAccessException e) {
            e.printStackTrace();
        }

    }

    public static void main(String[] args){
        refTest();
    }
}

       通過main函數的調試，已經通過，結果如圖：

       

       經過調試，查資料，結合自己的推測和理解，似乎是明白了一些。現與大家分享討論。

       先說執行過程：

       Class.forName(classname)方法,實際上是調用了Class類中的 Class.forName(classname, true, currentLoader)方法。參數：name - 所需類的完全限定名；initialize - 是否必須初始化類；loader - 用於加載類的類加載器。currentLoader則是通過調用ClassLoader.getCallerClassLoader()獲取當前類加載器的。類要想使用，必須用類加載器加載，所以需要加載器。反射機制，不是每次都去重新反射，而是提供了cache，每次都會需要類加載器去自己的cache中查找，如果可以查到，則直接返回該類。

       有意思的是java的類加載器也有些門道。它分爲BootStrap Class Loader(引導類加載器)，Extensions Class Loader (擴展類加載器),App ClassLoader(或System Class Loader)，當然少不了Custom ClassLoader(用戶自定義類加載器)。其加載過程中會先檢查類是否被已加載，檢查順序是自底向上，從Custom ClassLoader到BootStrap ClassLoader逐層檢查，只要某個classloader已加載就視爲已加載此類，保證此類只所有ClassLoader加載一次。而加載的順序是自頂向下，也就是由上層來逐層嘗試加載此類。類加載器的詳細介紹會在接下來的博文中較深入的分析，歡迎期待。

       在forName方法中，調用了ClassLoader.loadClass方法來完成類的反射。根據類加載器的特殊性，結合我的調試過程，畫了一個簡單的流程圖，

       我的這幅圖簡單的說明了類加載器的類加載過程。先檢查自己是否已經加載過該類，如果加載過，則直接返回該類，若沒有則調用父類的loadClass方法，如果父類中沒有，則執行findClass方法去嘗試加載此類，也就是我們通常所理解的片面的"反射"了。這個過程主要通過ClassLoader.defineClass方法來完成。defineClass 方法將一個字節數組轉換爲 Class 類的實例（任何類的對象都是Class類的對象）。這種新定義的類的實例需要使用 Class.newInstance 來創建，而不能使用new來實例化。

 

      爲什麼說“任何類的對象都是Class類的對象”呢？在Java中，每個class都有一個相應的Class對象。也就是說，當我們編寫一個類（.java文件），編譯完成後，在生成的.class文件中，就會產生一個Class對象，用於表示這個類的類型信息。

       其實說的簡單通俗一點，就是在運行期間，如果我們要產生某個類的對象，Java虛擬機（JVM）會檢查該類型的Class對象是否已被加載。如果沒有被加載，JVM會根據類的名稱找到.class文件並加載它。一旦某個類型的Class對象已被加載到內存，就可以用它來產生該類型的所有對象。

       以上內容是我經過調試、查java Api和網上資料，結合自己的理解，與大家分享討論的，如果有錯，歡迎大家指正，我們共同進步。