如果有人再問你 Java 的反射，把這篇文章扔給他

在 Java 中，并不是所有的型別資訊都能在編譯階段明確，有一些型別資訊需要在運行時才能確定，這種機制被稱為 RTTI，英文全稱為 Run-Time Type Identification，即運行時型別識別，有沒有一點“知行合一”的味道？運行時型別識別主要由Class類實作，

在日常的學習作業當中，有一些知識是我們在讀書的時候就能夠習得；但有一些知識不是的，需要在實踐的時候才能得到真知——這或許就是王陽明提倡的“知行合一”，

01、 Class類

在Java中，我們常用“class”（首字母為小寫的c）關鍵字來定義一個類，說這個類是對某一類物件的抽象，你比如說王二是一個網路知名作者，我們可以這樣簡單地定義作者類：

package com.cmower.java_demo.fifteen;

class Author {
    private String pen_name;
    private String real_name;
}

現在，我們想知道Writer這個類本身的一些資訊（比如說類名），該怎么辦呢？這時候就需要用到“Class”（首字母為大寫的C）類，該類包含了與類有關的資訊，請看以下代碼：

public class Test {
    public static void main (String [] args) {
        Author wanger = new Author();
        Class c1 = wanger.getClass();
        System.out.println(c1.getName());
        //輸出 com.cmower.java_demo.fifteen.Author
    }
}

當我們創建了作者物件wanger后，就可以通過wanger.getClass()獲取wanger的Class物件，通過c1.getName()可獲得wanger物件的類名，

想象一下，經過五年的刻意練習，王二從一名寫作愛好者晉升為一名作家了，我們用代碼來假裝一下：

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());
        //輸出 com.cmower.java_demo.fifteen.Writer
    }
}

在上例中，即使我們將Writer的物件參考wanger向上轉型為Author，wanger的Class物件型別依然是Writer（通過輸出結果可以判定），這也就是說，Java能夠在運行時自動識別型別的資訊，它不會因為wanger的參考型別是Author而丟失wanger真正的型別資訊（Writer），Java是怎么做到這一點呢？

當Java創建某個類的物件，比如Writer類物件時，Java會檢查記憶體中是否有相應的Class物件，如果記憶體中沒有相應的Class物件，那么Java會在.class檔案中尋找Writer類的定義，并加載Writer類的Class物件，

一旦Class物件加載成功，就可以用它來創建這種型別的所有物件，這也就是說，每個物件在運行時都會有對應的Class物件，這個Class物件包含了這個物件的型別資訊，因此，我們能夠通過Class物件知道某個物件“真正”的型別，并不會因為向上轉型而丟失，

02、 獲取Class物件的其他方式

在使用getClass()方法獲取一個類的Class物件時，我們必須要先獲取這個類的物件，比如上面提到的wanger，如果我們之前沒有獲取這個類的物件，就需要用另外兩種方式來獲取類的Class物件：

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）當使用.class來獲取Class物件時，不會自動地初始化該Class物件，初始化被延遲到了對靜態方法或者非final靜態域進行首次參考時才執行，這樣做不僅更簡單，而且更安全，因為它在編譯時就會受到檢查（因此不需要置于try陳述句塊中），

2）Class.forName會自動地初始化該Class物件，但需要指定類名，并且需要置于try陳述句塊中，

03、 Class類提供的常用方法

Class類為我們提供了一些非常有用的方法，比如說getName()用來回傳類名，getPackage()回傳類所在的包名，

我們還可以利用Class類提供的newInstance()方法來創建相應類的物件，比如:

Class c2 = Writer.class;
System.out.println(c2.getName());

try {
    Writer wangsan = (Writer) c2.newInstance();
    System.out.println(wangsan);
    // 輸出：com.cmower.java_demo.fifteen.Writer@7852e922
} catch (InstantiationException | IllegalAccessException e1) {
    e1.printStackTrace();
}

由于我們在創建Class物件c2時沒有使用泛型，所以newInstance()回傳的物件型別需要強轉為Writer，我們可以在此基礎上進行改進，示例如下：

Class<Writer> c4 = Writer.class;
System.out.println(c4.getName());

try {
    Writer wangsan = c4.newInstance();
    System.out.println(wangsan);
    // 輸出：com.cmower.java_demo.fifteen.Writer@7852e922
} catch (InstantiationException | IllegalAccessException e1) {
    e1.printStackTrace();
}

04、 反射

我們還可以通過getFields()獲取所有public修飾的欄位，通過getMethods()回傳所有public修飾的方法，

甚至，我們還可以通過getDeclaredFields()獲取更多欄位，包括公共、受保護、默認(包)訪問和私有欄位，但不包括繼承欄位，對應的，getDeclaredMethods()用來獲取更多方法，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("很多很多錢");
    }
}

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();
        }

    }
}

上面的例子其實涉及到了反射，Field、Method（還有例子中未提到的Constructor）都來自java.lang.reflect類別庫，Class類與java.lang.reflect類別庫一起對反射的概念進行了支持，

有時候，我們需要從磁盤檔案或網路檔案中讀取一串位元組碼，并把它轉換成一個類，這時候就需要用到反射，最常見的典型例子就是將一串JSON字串（在網路傳輸中最初的形態可能是位元組陣列）反射為對應型別的物件，

阿里巴巴提供的FastJSON提供了 toJSONString() 和 parseObject() 方法來將 Java 物件與 JSON 相互轉換，呼叫toJSONString方法即可將物件轉換成 JSON 字串，parseObject 方法則反過來將 JSON 字串轉換成物件，FastJSON的內部其實用的就是反射機制，

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("序列化后資料：" + 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("反序列化后資料 : " + objectString);
        return JSON.parseObject(objectString, obj);
    }
    
    public static <T> Object stringToObject(String data, Class<T> obj) throws UnsupportedEncodingException {
        logger.debug("反序列化后資料 : " + data);
        return JSON.parseObject(data, obj);
    }
}

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