Thinking in Java学习笔记——Type Information

有两种形式在运行时获取类型信息：

1. 传统的RTTI
2. 反射

Class对象

• 运行时的类型信息是通过Class对象表现的，它包含了类的信息。所有“普通的”对象都是通过Class对象创建的。Java通过Class对象实现RTTI。
• 在你的程序中每个类都对应一个Class对象。每次编写并编译一个新的类时都会创建一个相应的Class对象，并且以.class文件储存起来。JVM用class loader子系统创建对象。
• JVM有一个原生的class loader用来加载“可信类”，包括JAVA API中的类。你也可以实现自己的带有特殊目的的class loader并与原生的串联起来。
• 在一个类第一次被访问static成员时，这个类则被加载到JVM。构造函数也是静态的，所以用new创建对象时也算访问了static成员。因此Java程序运行前并不是完全加载了。
• class loader先检查类型的Class对象是否加载了，如果没加载，class loader会找到.class文件（其他的class loader可能会从别处加载二进制码，比如从数据库）。字节被加载之后会被验证一下有没有损坏或者有没有不安全的代码。
• Class对象被加载到内存之后，将被用来创建这个类型的所有对象。
• 所有Class对象都属于Class类，和其他类一样可以使用引用操作Class对象。一种获得Class对象的方法是调用静态的forName()方法，这个方法接收一个字符串类型，是类的名字，需要使用包括报名的全名。如果找不到.class文件，会抛出一个ClassNotFoundException。
• 在运行时，使用类型信息之前要先获取Class对象。Class.forName()是比较方便的做法。如果已经有一个这个类型的对象了，可以调用对象getClass()方法，这个方法是在Object里定义的。

Class literals

除了forName()外，Java还提供一种获得Class对象引用的方法，比如Toy.class。这种方法更简洁和更安全，因为这种方法的类型在编译时就会被检查。

基本类型的包装类有一个标准字段TYPE，提供了基本类型的Class对象，例如：boolean.class <=> Boolean.TYPE。

__使用.class获得Class对象引用不会初始化Class对象__。获得一个可用的类需要三步

1. 加载，由类加载器完成。找到字节码并创建一个Class对象。
2. 链接，检验字节码，为static字段分配存储空间，解决其对他类的引用。
3. 初始化，如果有父类则初始化父类，执行静态初始化器和静态初始化区块

直到第一次访问静态成员时初始化才执行。

用Class.forName()获得引用则会引起初始化。

如果static final成员是编译时常量，访问这个成员则不会引起初始化。如果static final成员不是编译时常量（由初始化器赋值），也会引起初始化。访问不是final的static成员总会引起链接和初始化，即分配存储和初始化值。

Generic class references

Class<?> <=> Class

使用generic语法可以让你在编译时就发现类型不对的错误。只用Class的话，如果犯了错误到运行时才会发现。

New cast syntax

//: typeinfo/ClassCasts.java
class Building {}
class House extends Building {}

public class ClassCasts {
      public static void main(String[] args) {
        Building b = new House();
        Class<House> houseType = House.class;
        House h = houseType.cast(b);
        h = (House)b; // ... or just do this.
      }
} ///:~

Checking before a cast

RTTI的三种形态：

1. 传统的类型转换，使用RTTI来确保类型转换时正确，如果不正确会抛出ClassCastException异常
2. 以Class object表示对象的类型。Class对象可以提供很有用的运行时信息。
3. instanceof，检验对象是不是某类型。（动态Class.islnstance()）

反射

RTTI可以提供类型信息，但是如果在编译时并不知道对象所属类的信息（比如从硬盘或网络读取的字节所组成的类），则无法使用RTTI。

Class类和java.lang.reflect中的Field, Method, and Constructor（实现了Member接口）一起支持了反射的概念。在运行时，JVM会创建这些类型的对象来表示未知类的成员。

使用反射前提是JVM可以找到未知类型的.class文件（从硬盘中的文件或者网络）。

• RTTI在编译时，由编译器打开和检查.class文件。
• 在反射机制中，.class在编译时是不可用的，.class是由运行环境在运行时打开和检查的。

接口和类型信息

利用反射可以访问对象的方法和成员变量，不论访问修饰符是什么。但是反射不能修改final的变量，在运行时试图修改final字段不会报错，但是实际上修改并没有生效。

概念

class	type	.class文件	Class	Class object	Class reference
java中的类	类型，对应于一个类，每个类都是一个类型	用来储存Class对象，程序中编写的每个类，都会被编译成一个.class文件	一种叫“Class”的类	Class类的一个实例，这个类由.class文件而来，负责创建它所表示的类的实例	Class object的引用，包括了这个类的statics

其他小知识

• 一个类默认的构造器和这个类有相同的访问修饰符