有时候我们说某个语言具有很强的动态性,有时候我们会区分动态和静态的不同技术与作法。我们朗朗上口动态绑定(dynamic binding)、动态链接(dynamic linking)、动态加载(dynamic loading)等。然而“动态”一词其实没有绝对而普遍适用的严格定义,有时候甚至像对象导向当初被导入编程领域一样,一人一把号,各吹各的调。
一般而言,开发者社群说到动态语言,大致认同的一个定义是:“程序运行时,允许改变程序结构或变量类型,这种语言称为动态语言”。从这个观点看,perl,python,ruby是动态语言,c++,java,c#不是动态语言。
尽管在这样的定义与分类下java不是动态语言,它却有着一个非常突出的动态相关机制:reflection。这个字的意思是“反射、映象、倒影”,用在java身上指的是我们可以于运行时加载、探知、使用编译期间完全未知的classes。换句话说,java程序可以加载一个运行时才得知名称的class,获悉其完整构造(但不包括methods定义),并生成其对象实体、或对其fields设值、或唤起其methods1。这种“看透class”的能力(the ability of the program to examine itself)被称为introspection(内省、内观、反省)。reflection和introspection是常被并提的两个术语。
java如何能够做出上述的动态特性呢?这是一个深远话题,本文对此只简单介绍一些概念。整个篇幅最主要还是介绍reflection apis,也就是让读者知道如何探索class的结构、如何对某个“运行时才获知名称的class”生成一份实体、为其fields设值、调用其methods。本文将谈到java.lang.class,以及java.lang.reflect中的method、field、constructor等等classes。
“class”class
众所周知java有个object class,是所有java classes的继承根源,其内声明了数个应该在所有java class中被改写的methods:hashcode()、equals()、clone()、tostring()、getclass()等。其中getclass()返回一个class object。
class class十分特殊。它和一般classes一样继承自object,其实体用以表达java程序运行时的classes和interfaces,也用来表达enum、array、primitive java types(boolean, byte, char, short, int, long, float, double)以及关键词void。当一个class被加载,或当加载器(class loader)的defineclass()被jvm调用,jvm 便自动产生一个class object。如果您想借由“修改java标准库源码”来观察class object的实际生成时机(例如在class的constructor内添加一个println()),不能够!因为class并没有public constructor(见图1)。本文最后我会拨一小块篇幅顺带谈谈java标准库源码的改动办法。
class是reflection故事起源。针对任何您想探勘的class,唯有先为它产生一个class object,接下来才能经由后者唤起为数十多个的reflection apis。这些apis将在稍后的探险活动中一一亮相。
#001 public final
#002 class class
#003 java.lang.reflect.genericdeclaration,
#004 java.lang.reflect.type,
#005 java.lang.reflect.annotatedelement {
#006 private class() {}
#007 public string tostring() {
#008 return ( isinterface() ? "interface " :
#009 (isprimitive() ? "" : "class "))
#010 + getname();
#011 }
...
图1:class class片段。注意它的private empty ctor,意指不允许任何人经由编程方式产生class object。是的,其object 只能由jvm 产生。
“class” object的取得途径
java允许我们从多种管道为一个class生成对应的class object。图2是一份整理。
class object 诞生管道 示例
运用getclass()
注:每个class 都有此函数 string str = "abc";
class c1 = str.getclass();
运用
class.getsuperclass()2 button b = new button();
class c1 = b.getclass();
class c2 = c1.getsuperclass();
运用static method
class.forname()
(最常被使用) class c1 = class.forname ("java.lang.string");
class c2 = class.forname ("java.awt.button");
class c3 = class.forname ("java.util.linkedlist$entry");
class c4 = class.forname ("i");
class c5 = class.forname ("[i");
运用
.class 语法 class c1 = string.class;
class c2 = java.awt.button.class;
class c3 = main.innerclass.class;
class c4 = int.class;
class c5 = int[].class;
运用
primitive wrapper classes
的type 语法
class c1 = boolean.type;
class c2 = byte.type;
class c3 = character.type;
class c4 = short.type;
class c5 = integer.type;
class c6 = long.type;
class c7 = float.type;
class c8 = double.type;
class c9 = void.type;
图2:java 允许多种管道生成class object。
java classes 组成分析
首先容我以图3的java.util.linkedlist为例,将java class的定义大卸八块,每一块分别对应图4所示的reflection api。图5则是“获得class各区块信息”的程序示例及执行结果,它们都取自本文示例程序的对应片段。
package java.util; /
闽公网安备 35060202000074号