Class類是反射與加載器最常用的核心類，最近計劃寫一個JAVA加載器框架，決定重新溫習(xí)相關(guān)接口和類的源碼文檔，實踐相關(guān)用法以消除心中所存不確定。

• 目錄結(jié)構(gòu)

1. 類說明
2. 對象創(chuàng)建
3. UML類圖
4. 類成員方法
5. 學(xué)習(xí)總結(jié)

1 類說明

翻譯Class類源碼英文文檔，分段翻譯并配合理解和例子加深印象。

英文：Instances of the class {@code Class} represent classes and interfaces in a running Java application.
中文：在一個運行中的JAVA程序，Class類的實例，代表用關(guān)鍵字class或interface聲明的對象，如public class AnyObject與public interface AnyInterface。

英文：An enum is a kind of class and an annotation is a kind of interface.
中文：Enum-枚舉是一種Class類型，Annotation-注解是一種接口類型。

英文：Every array also belongs to a class that is reflected as a {@code Class} object that is shared by all arrays with the same element type and number of dimensions.
中文：每一個數(shù)組屬于一個類，按照數(shù)組元素類型和維度被反射為一個類對象，這個類對象被具有相同元素類型和維度的數(shù)組共享。

應(yīng)用理解

英文：The primitive Java types ({@code boolean}, {@code byte}, {@code char}, {@code short},{@code int}, {@code long}, {@code float}, and {@code double}), and the keyword {@code void} are also represented as {@code Class} objects.
中文：JAVA原始類型boolean / byte / char / short / int / long / float / double 與void關(guān)鍵字，也都有一種類對象代表。

原始類型與類對象對應(yīng)表

注意：原始類型與對象類型的Class不一樣，類型縮寫在.class文件中用到。另外，class或interface的類型縮寫為L。

2 對象創(chuàng)建

英文：{@code Class} has no public constructor. Instead {@code Class} objects are constructed automatically by the Java Virtual Machine as classes are loaded and by calls to the {@code defineClass} method in the class loader.
中文：Class沒有公有構(gòu)造器函數(shù)，虛擬機裝載類對象或被調(diào)用ClassLoader的defineClass方法時，Class對象實例被JAVA虛擬機自動構(gòu)造。

Class對象實例的獲取方式

• 對象實例調(diào)用getClass方法

Thread thobj = new Thread();
Class clazz = thobj.getClass();
System.out.println(clazz.getName());

對任何對象類型的實例，調(diào)用getClass()函數(shù)可以獲取對象類型。

• 類字面量.class方式

Class clazz = String.class;
System.out.println(clazz.getName());

類字面量，就是指用class關(guān)鍵字聲明的對象名稱，如public class Foo {}，Foo就是這個類的類字面量。

• 靜態(tài)函數(shù)forName

Class<?> clazz = Class.forName("java.lang.ArrayList");

請求參數(shù)為對象類型的全限定名稱，一般情況，不需要額外制定類加載器。

• 泛型類型的獲取方式

Class<String> clazz = String.class
System.out.println(clazz.getName());

3 UML類圖

• Class類聲明

public final class Class<T> implements java.io.Serializable, GenericDeclaration, Type,  AnnotatedElement {
  //主體代碼
}

聲明分析
1 final關(guān)鍵字，Class類不能被繼承；
2 實現(xiàn)AnnotatedElement接口，支持注解功能；
3 支持泛型，Class<T>聲明，實現(xiàn)GenericDeclaration，支持獲取泛型參數(shù)方法getTypeParameter；
4 實現(xiàn)Serializable接口，支持序列化。

• Class類圖
  整理Class類實現(xiàn)的接口，依賴的類與接口。

  
  
  ClassUML類圖.png

4 類成員方法

4.1 構(gòu)造函數(shù)

函數(shù)聲明：private Class(ClassLoader loader)

• 使用說明
  不能直接用new生成Class實例，也不提默認構(gòu)造函數(shù)，直接由JVM在類裝載或ClassLoader調(diào)用defineClass是調(diào)用。

4.2 成員方法

4.2.1 forName方法

• 方法作用
  靜態(tài)方法forName通過類的全限定名稱加載類對象，常用于反射功能模塊。兩個函數(shù)的區(qū)別主要區(qū)別在于第二個函數(shù)制定了一個類加載器，函數(shù)實現(xiàn)時增加對加載器的安全權(quán)限檢查。
• 方法聲明

public static Class<?> forName(String name) throws ClassNotFoundException
public static Class<?> forName(String name, bool isInit, ClassLoader loader) throws ClassNotFoundException

方法拋出異常還有LinkageError與ExceptionInInitializerError。
forName底層調(diào)用靜態(tài)本地方法forName0函數(shù)：

private static native Class<?> forName0(String name,  boolean isInit, ClassLoader loader, Caller<?> caller) throws ClassNotFoundException;

4.2.2 newInstance方法

• 方法作用
  調(diào)用默認構(gòu)造函數(shù)生成對象實例。
• 方法聲明

@CallerSensitive
public T newInstance() throws InstantiationException, IllegalAccessException

• 函數(shù)分析

注解@CallerSensitive，表明函數(shù)執(zhí)行是否成功與調(diào)用者權(quán)限有關(guān)，Class類代碼首先調(diào)用系統(tǒng)安全管理器檢查調(diào)用者對本類是否有訪問權(quán)限；
方法無參數(shù)，就是說，只能生成具有默認無參構(gòu)造函數(shù)的類實例；若需要調(diào)用含參數(shù)列表的構(gòu)造函數(shù)，需要通過反射技術(shù)調(diào)用Constructor類的newInstance方法；

4.2.3 isInstance方法

• 方法作用
  判斷本類型是否繼承或?qū)崿F(xiàn)參數(shù)制定的類或接口。
• 方法聲明

public native boolean isInstance(Object obj);

返回值說明

4.2.4 isAssignedFrom方法

• 方法作用
  判斷本類型是否為參數(shù)clazz的相同，或者是其子類或?qū)崿F(xiàn)類。
• 方法聲明

public native boolean isAssignedFrom(Class<?> clazz);

注意：與isInstance方法不同，這個參數(shù)是Class類型，而isInstance的參數(shù)是對象實例。

4.2.5 常用判斷方法

public native boolean isInterface(); #判斷是否為接口對象
public native boolean isArray(); #判斷是否為數(shù)組對象
public native boolean isPrimitive(); #判斷是否為原始類型，如byte, int等
public boolean isAnnotation(); #判斷是否為注解類型
public boolean isSynthetic(); #判斷是否為合成類，不是手動編寫的靜態(tài)類
public boolean isAnonymousClass(); #判斷是否為匿名類
public boolean isLocalClass(); #判斷是否為本地類
public boolean isMemberClass(); #判斷是否為成員類
public boolean isEnum(); #判斷是否為枚舉類型

4.2.6 字段操作方法

4.2.6.1 getField

• 方法作用
  獲取類聲明的公有成員變量。
• 方法聲明

@CallerSensitive
public Field getField(String name);

根據(jù)名稱參數(shù)name獲取類的同名字段，沒有名稱對應(yīng)的字段將拋出NoSuchFieldException。

4.2.6.2 getFields

• 方法作用
  獲取類聲明的所有公有成員變量，返回Field數(shù)組，沒有成員變量返回空數(shù)組。
• 方法聲明

@CallerSensitive
public Field[] getFields() throws SecurityException;

4.2.6.3 getDeclaredField方法

• 方法作用
  獲取類聲明的同名成員變量，不管是公有還是私有，沒有此名稱成員變量拋出異常。
• 方法申明

public Field getDeclaredField(String name);

4.2.6.4 getDeclaredFields方法

• 方法作用
  獲取類聲明的所有成員變量，無論是公有還是私有，無成員變量返回空數(shù)組。

@CallerSensitive
public Field[] getDeclaredFields() throws SecurityException；

4.2.7 構(gòu)造器方法

4.2.7.1 getConstrucutor

• 方法作用
  獲取與參數(shù)列表類型匹配的公有構(gòu)造函數(shù)。
• 方法申明

@CallerSensitive
public Constructor<T> getConstructor(Class<?>... paramTypes) throws NoSuchMethodException, SecurityException

4.2.7.2 getDeclaredConstructor

• 方法作用
  獲取與參數(shù)列表類型匹配的構(gòu)造函數(shù)，不論公有私有。
• 方法聲明

@CallerSensitive
public Constructor<T> getDeclaredConstructor(Class<?>... paramTypes) throws NoSuchMethodException, SecurityException

4.2.7.3 getConstructors

• 方法作用
  獲取類聲明的所有公有構(gòu)造函數(shù)，返回Constructor數(shù)組。
• 方法聲明

@CallerSensitive
public Constructor[] getConstructors() throws SecurityException;

4.2.7.4 getDeclaredConstructors

• 方法作用
  獲取類聲明的所有構(gòu)造函數(shù)，不論公有私有，返回Constructor數(shù)組。
• 方法聲明

@CallerSensitive
public Constructor[] getDeclaredConstructors() throws SecurityException;

4.2.8 成員方法函數(shù)

4.2.8.1 getMethod

• 方法作用
  獲取與參數(shù)列表類型匹配的公有方法。
• 方法申明

@CallerSensitive
public Method getMethod(Class<?>... paramTypes) throws NoSuchMethodException, SecurityException

4.2.8.2 getDeclaredMethod

• 方法作用
  獲取與參數(shù)列表類型匹配的方法，不論公有私有。
• 方法聲明

@CallerSensitive
public Method getDeclaredMethod(Class<?>... paramTypes) throws NoSuchMethodException, SecurityException

4.2.8.3 getMethods

• 方法作用
  獲取類聲明的所有公有方法，返回Method數(shù)組。
• 方法聲明

@CallerSensitive
public Method[] getMethods() throws SecurityException;

4.2.8.4 getDeclaredMethods

• 方法作用
  獲取類聲明的所有方法，不論公有私有，返回Method數(shù)組。
• 方法聲明

@CallerSensitive
public Method[] getDeclaredMethods() throws SecurityException;

4.2.9 getModifiers方法

• 方法作用
  獲取類聲明的訪問修飾符，如public, protected, final等。
• 方法聲明

public native int getModifiers();

4.2.10 getInterfaces方法

• 方法作用
  獲取類實現(xiàn)的接口列表數(shù)組，返回Class<?>數(shù)組， 沒有實現(xiàn)接口返回空數(shù)組。
• 方法聲明

public Class<?>[] getInterfaces();

4.2.11 getClasses方法

• 方法作用
  獲取類繼承或?qū)崿F(xiàn)接口的數(shù)組，返回Class<?>數(shù)組， 沒有集成與實現(xiàn)接口返回空數(shù)組。
• 方法聲明

public Class<?> getClasses();

注意：getClasses方法包含getInterfaces方法返回的接口數(shù)組，排序與源代碼聲明順序一致。

4.2.12 getSuperclass方法

• 方法作用
  獲取類的父類型，Class代表的類型可以是class / interface / 原始類型 / void。
• 方法聲明

public native Class<? super T> getSuperclass();

• 返回值說明
  如果this是原始類型，父類型返回null；如果this代表一個數(shù)組，父類型返回java.lang.Object。

4.2.13 getPackage方法

• 方法作用
  返回類所在的包對象。
• 方法聲明

public Package getPackage();

4.2.14 getComponentType方法

• 方法作用
  獲取數(shù)組元素類型，如果this不是數(shù)組類型，返回null。
• 方法聲明

public native Class<?> getComponentType()

• 應(yīng)用示例
  數(shù)組String[]，函數(shù)返回數(shù)組元素類型java.lang.String。

4.2.15 getName方法

• 方法作用
  獲取this對象的全限定名稱。
• 方法聲明

public String getName();

• 應(yīng)用示例

1. 對象類型，如String.class.getName()，返回名稱為java.lang.String；
2. 原始類型，如byte.class.getName()，返回名稱與原始類型一樣，這里返回"byte"；
3. 數(shù)組類型，分兩種情況：1）原始類型數(shù)組，返回“前綴[ + 類型縮寫"，如byte[5]，返回字符串”[B“；2）對象數(shù)組，返回前綴[ + 類型全限定名稱”，如String[5]， 返回[Ljava.lang.String；
4. 多維數(shù)組，與數(shù)組類型格式一致，數(shù)組有幾維、就有幾個前綴[，如long[2][3][4][5]，返回字符串“[[[[J”；

4.2.16 注解操作方法

Spring / MyBatis就是調(diào)用Class類的注解操作方法，解析BEAN對象等的注解配置的，研究框架得多了解下這幾個函數(shù)。

4.2.16.1 getAnnotation方法

• 方法作用
  根據(jù)注解的類型獲取類聲明的注解對象。
• 方法聲明

public <A extends Annotation> A getAnnotation(Class<A> annotationType);

• 使用示例

@RestController("/message")
class MessageController {
    @RequestMapping(value="annotation")
    public String getAnnotation(){
        RestController obj =(RestController)this.getClass().getAnnotation(RestController.class);
        System.out.println(obj.value());
        return obj.value();
    }
}

4.2.16.2 getAnnotations方法

• 方法作用
  獲取類聲明的所有注解對象，返回Annotation數(shù)組，沒有注解返回空數(shù)組。
• 方法聲明

public Annotation[] getAnnotations();

4.2.16.3 isAnnotationPresent方法

• 方法作用
  返回類是否聲明annotationType參數(shù)指定的注解。
• 方法聲明

public boolean isAnnotationPresent(Annotation<? extends Annotation> annotationType) ;

• 方法示例

@Deprecated
public class App{
    public static void main(String[] args){
        /* 判斷App類是否被Deprecated注解標識成Deprecated */
        boolean isOld = App.class.isAnnotationPresent(Deprecated.class);
    }
}

4.2.16.4 getAnnotationsByType方法

• 方法作用
  根據(jù)注解類型annotationType獲取類聲明的所有注解，返回Annotion[]。
• 方法聲明

public <A extends Annotation> A[] getAnnotationsByType(Class<A extends Annotation> annotationType)

4.3 其它函數(shù)

Class類的方法還有不少，尤其是要研究幾個內(nèi)部類的作用，如EnclosingMethodInfo、ReflectionData等，了解其緩存優(yōu)化等特點。

5 學(xué)習(xí)總結(jié)

Class類是反射技術(shù)的核心類

掌握forName方法使用，熟練使用構(gòu)造函數(shù)、成員變量、成員變量獲取函數(shù)

了解getSuperclass、getClasses與getInterfaces方法使用，動態(tài)代理過程常用

熟悉注解對象操作函數(shù)，框架對象屬性配置經(jīng)常用到