Java之RTTI机制的原理

RTTI

         Run-Time Type Identification，运行时类型识别。是Java中非常有用的机制，在Java运行时，RTTI维护类的相关信息。

多态(polymorphism)是基于RTTI实现的。RTTI的功能主要是由Class类实现的。

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实例：

package Exam;import java.util.Arrays;import java.util.List;public class Shapes {    public static void main(String[] args) {        List<Shape> shapeList = Arrays.asList(new Circle(),new Square(),new Triangle());        for (Shape shape : shapeList) {            shape.draw();        }    }}abstract class Shape {    void draw() {        System.out.println(this + ".draw()");    }    abstract public String toString();}class Circle extends Shape {    public String toString() {        return "Circle";    }}class Square extends Shape {    public String toString() {        return "Square";    }}class Triangle extends Shape {    public String toString() {        return "Triangle";    }}

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     在代码中，即使我们将Circle、Square、Triangle对象的引用向上转型为Shape对象的引用，其对象所指向的Class类对象依然是Circle、Square、Triangle。

     Java中每个对象都有相应的Class类对象，因此，我们随时能通过Class对象知道某个对象“真正”所属的类。无论我们对引用进行怎样的类型转换，对象本身所对应的Class对象都是同一个。当我们通过某个引用调用方法时，Java总能找到正确的Class类中所定义的方法，并执行该Class类中的代码。由于Class对象的存在，Java不会因为类型的向上转换而迷失。这就是多态的原理。这也是RTTI名字的含义：在运行时，识别一个对象的类型。

     在这个例子中，RTTI的转换并不彻底：Object被转型为Shape，而不是转型为Circle、Square、Triangle。这是因为我们目前只知道list< Shape >里面保存的是Shape对象。接下来就是多态要解决的问题了，Shape对象实际执行什么样的代码，是由引用所指向具体对象Circle、Square、Triangle决定的。

//: typeinfo/toys/ToyTest.java// Testing class Class.package typeinfo.toys;import static net.mindview.util.Print.*;interface HasBatteries {}interface Waterproof {}interface Shoots {}class Toy {  // Comment out the following default constructor  // to see NoSuchMethodError from (*1*)  Toy() {}  Toy(int i) {}}class FancyToy extends Toyimplements HasBatteries, Waterproof, Shoots {  FancyToy() { super(1); }}public class ToyTest {  static void printInfo(Class cc) {    print("Class name: " + cc.getName() +      " is interface? [" + cc.isInterface() + "]");    print("Simple name: " + cc.getSimpleName());    print("Canonical name : " + cc.getCanonicalName());  }  public static void main(String[] args) {    Class c = null;    try {      c = Class.forName("typeinfo.toys.FancyToy");    } catch(ClassNotFoundException e) {      print("Can't find FancyToy");      System.exit(1);    }    printInfo(c);       for(Class face : c.getInterfaces())      printInfo(face);    Class up = c.getSuperclass();    Object obj = null;    try {      // Requires default constructor:      obj = up.newInstance();    } catch(InstantiationException e) {      print("Cannot instantiate");      System.exit(1);    } catch(IllegalAccessException e) {      print("Cannot access");      System.exit(1);    }    printInfo(obj.getClass());  }} /* Output:Class name: typeinfo.toys.FancyToy is interface? [false]Simple name: FancyToyCanonical name : typeinfo.toys.FancyToyClass name: typeinfo.toys.HasBatteries is interface? [true]Simple name: HasBatteriesCanonical name : typeinfo.toys.HasBatteriesClass name: typeinfo.toys.Waterproof is interface? [true]Simple name: WaterproofCanonical name : typeinfo.toys.WaterproofClass name: typeinfo.toys.Shoots is interface? [true]Simple name: ShootsCanonical name : typeinfo.toys.ShootsClass name: typeinfo.toys.Toy is interface? [false]Simple name: ToyCanonical name : typeinfo.toys.Toy*///:~

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Class类的一些方法：

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Class.forName(String className):返回Class类的对象的一个引用
除此之外，得到Class对象的引用的方法还有：

new FancyBoy().getClass();

new FancyBoy().class;

该对象的一些方法：

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getName() 返回类的名字

getPackage() 返回类所在的包

可以利用Class对象的newInstance()方法来创建相应类的对象，比如:

obj = up.newInstance();

getSuperclass() 返回父类

getSimpleName() 返回简单类名

getCanonicalName() 返回正式权威的类名

getInterfaces() 获得该类实现的所有接口,返回一个List

isInterface() 判断是否属于接口

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我们可以获得类定义的成员:

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getFields() 返回所有的public数据成员

getMethods() 返回所有的public方法

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可以进一步使用Reflection分析类。这里不再深入。