Java反射机制探究

在Java中，反射机制使得Java语言更加灵活，系统的灵活性、可扩展性大多是通过反射机制来加载外部插件，使得系统与插件解耦的同时增加了功能。
Java反射机制是在程序运行过程中，对于任意一个类，都能够知道这个类的所有属性和方法；对任意一个对象都能够调用它的任意一个方法；尤其是指程序可以检测和修改它本身的状态或行为的一种能力。首先通过实例观察一下反射的用法：

package com.example;
public class MyClass {

    String name;
int age;

public MyClass(){

    }



public static void main(String[] args) {
        relectTest();
    }

private static void relectTest(){
        String className = "com.example.MyClass";

try {
            Class tc = Class.forName(className);

            System.out.println(tc);

            MyClass mc= (MyClass) tc.newInstance();
            mc.print();
        } catch (ClassNotFoundException e) {
            e.printStackTrace();
        } catch (InstantiationException e) {
            e.printStackTrace();
        } catch (IllegalAccessException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }

private void print(){
        System.out.println("hello world");
    }

}

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这里我通过Class.forName(className)方法实现类的反射。通过这个方法获得MyClass类，然后通过newInstance()方法构建MyClass类的实例，然后在调用这个类中所定义的方法print()来打印hello world。
为什么Class.forName()能够实现类的反射呢？这就要去源码当中观察一下实现机制了：

public static Class<?> forName(String className)
throws ClassNotFoundException {
//首先获得调用这个方法的类
        Class<?> caller = Reflection.getCallerClass();
return forName0(className, true, ClassLoader.getClassLoader(caller), caller);
    }

首先取得调用Class.forName()方法的类，在我们这个实例中当然是MyClass了。然后实现类的加载的主要是ClassLoader.getClassLoader(caller)实现的。这个方法是首先获得当前类的类加载器。要想通过实现类的加载，必须通过类加载器进行加载。当然也不是每次都要去重新反射加载。当我们加载过一个类之后，类加载器中有自己的cache，会存有已经加载过的类。每次进行加载时，类加载器会先去自己的cache中查找是否已经加载过，如果找到了就直接返回类。

类加载器的加载过程采用了双亲委派机制。
什么叫双亲委派机制：某个特定的类加载器接到加载类的请求时，首先会将加载任务委托给自己的父加载器，依次递归。如果父加载器可以成功加载，就成功返回；只有父加载器均不可以完成此类加载任务时，才需要自己动手。

看到这里就会发现类加载器有父子之分，那就看一下类加载器的结构：
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BootStrap ClassLoader：是用本地代码实现的类装入器，它负责将 /lib下面的类库加载到内存中（比如rt.jar）。由于引导类加载器涉及到虚拟机本地实现细节，开发者无法直接获取到启动类加载器的引用，所以不允许直接通过引用进行操作。
Extension ClassLoader：负责加载java平台中扩展功能的一些jar包，包括$JAVA_HOME中jre/lib/*.jar或-Djava.ext.dirs指定目录下的jar包
App ClassLoader：它负责将系统类路径（CLASSPATH）中指定的类库加载到内存中。开发者可以直接使用系统类加载器。
Custom ClassLoader：属于应用程序根据自身需要自定义的ClassLoader，如tomcat、jboss都会根据j2ee规范自行实现ClassLoader

在加载过程中会先检查类是否已经被加载，检查的顺序是自底向上，从Custom ClassLoader到BootStrap ClassLoader依次检查，只要某个ClassLoader已经加载过此类就视为已加载，从而保证此类所有classloader都只加载一次。而类加载的顺序是自顶向下的，子加载器会委派父加载器先帮忙加载类，如果父加载器无法加载，则自己动手加载。

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