【Java基礎】RTTI和Java反射機制

一、RTTI

RTTI（Run-Time Type Information)指的是運行時類型信息，這讓你可以在程序運行時發現和使用類型信息。Java中讓我們在運行時識別對象和類的信息的方式主要有兩種。

• 傳統的"RTTI"，假定我們在編譯的時候就已經知道了所有的類型信息。
• “反射”機制，允許我們在運行時候發現和使用類型信息。

二、RTTI使用背景

假設和我們定義了Shape, Square, Circle, Triangle.等類，並且後三者繼承自Shape。具體使用某個類的時候使用多態調用

Shape sp = new Circle();
sp = new Triangle();
sp = new Square();

一個圖形只要增加一個類，而具體調用的地方則不用修改。
現在有一個需求：把所有Triangle設置爲紅色。在只暴露了Shape的引用sp的情況下獲得sp具體的類型信息。這是就是RTTI的一個具體的需求，即在運行多態的好處是動態綁定調用方法，只有在執行的時候才知道sp綁定的是哪個具體子類的方法。這種方法的好處是代碼跟容易維護和擴展，因爲要增加時候發現和使用類型信息。

abstract class Shape{
    void draw(){
        System.out.println(this+".draw()");
    }

    abstract public String toString();
}

class  Circle extends Shape{

    @Override
    public String toString() {
        return "Circle";
    }
}

class  Square extends Shape{
    static {
        System.out.println("loading square......");
    }
    @Override
    public String toString() {
        return "Square";
    }
}

class  Triangle extends Shape{

    @Override
    public String toString() {
        return "Triangle";
    }
}

public class RTTI {
    public static void main(String[] args) {
        Shape sp = new Triangle();
       
    }
}

三、RTTI的核心

Java中支持RTTI工作的核心即是Class對象，類型信息是由Class對象所維護的。類是程序的一部分，每一個類都有一個Class對象（保存在.class） 文件之中，在使用一個類生成對象時，java虛擬機會使用類加載器加載Class對象（查找Class文件）。所以獲取RTTI就是獲取類的Class對象的引用。

常用的獲取RTTI的方法

• 知道類的名稱

 Class<?> p = Class.forName("Inn");//有異常拋出
 Class<?> p = Inn.class;//字面常量

• 知道類對象的引用

Class<?> p = sp.getClass();

四、反射：運行時的類信息

在使用傳統的RTTI時候有個限制，就是類型在編譯時候必須已知，這樣傳統的RTTI纔會識別。即在編譯時，編譯器必須知道所有要通過RTTI處理的類。

但是現在還有一個需求，假設你獲得了一個網絡程序的引用，你並不能在編譯期間獲得對象所屬的類。在分佈式環境中比較常見。
在Java中支持反射機制的是Class類和java.lang.reflect類庫【Field、Method、Constructor】

通過運行時獲取Class對象，再通過Field、Method、Constructor獲取未知類的屬性、普通方法、構造器，從而對這個對象的類進行使用。

簡單來說 反射是和未知類型的對象打交道，使用未知對象提供的方法以及獲取其屬性。

傳統RTTI和反射機制的區別是

• 對RTTI來說，在編譯期間打開和檢查.class文件
• 對反射來說，在運行期間打開和檢查.class文件【本地獲取或者網絡獲取】