Java 类型信息 RTTI 和反射

问：简单谈谈你对 Java 中 RTTI 与反射的理解？

答：之所以存在 RTTI（Run-Time Type Infomation）运行时类型信息是因为越是优秀的面向对象设计，越强调高内聚低耦合，正如依赖倒转原则所说：“无论是高层模块还是低层模块，都应该针对抽象编程”。比如说我们有一个抽象父类 Shape.draw() 方法以及三个具体类 Circle.draw()，Square.draw()，Triangle.draw() 方法，某些情况下，我们持有 Shape，但却远远不够，因为我们想要针对它的具体类型进行特殊处理，然而我们的设计完全针对抽象，所以在当前上下文环境中无法判断具体类型。由于 RTTI 的存在，使得我们在不破坏设计的前提下得以达到目的。

事实上，每一个类都持有其对应的 Class 类的对象的引用（Object 类中的 getClass() 能让我们获取到它），其中包含着与类相关的信息。对于每一个类，编译 Java 文件会生成一个二进制 .class 文件，这个文件中就保存着该类对应的 Class 对象的信息。

在 java 中有两种 RTTI 的方式，一种是传统的，即假设在编译时已经知道了所有的类型；还有一种是利用反射机制在运行时再尝试确定类型信息。

一般大家认为的 RTTI 指的是传统的 RTTI，通过继承和多态来实现，在运行时通过调用超类的方法来实现具体的功能（超类会自动实例化为子类，或使用 instanceof）。传统的 RTTI 有 3 种实现方式：

• 向上转型或向下转型（upcasting and downcasting），在 java 中，向下转型（父类转成子类）需要强制类型转换。

• Class 对象（用了 Class 对象，不代表就是反射，如果只是用 Class 对象 cast 成指定的类，那就还是传统的 RTTI）。

• instanceof 或 isInstance()。

传统的 RTTI 与反射最主要的区别在于 RTTI 在编译期需要 .class 文件，而反射不需要。

传统的 RTTI 使用转型或 Instance 形式实现，但都需要指定要转型的类型，比如：

Object obj; 
Toy toy = (Toy) obj;

其中的 obj 虽然被转型了，但在编译期就需要知道要转成的类型是 Toy，也就是说编译期间就需要 Toy 的 .class 文件。相对的，反射完全在运行时在通过 Class 类来确定类型，不需要提前加载 Toy 的 .class 文件。

所以对于 RTTI 和反射之间的真正区别只在于：

• RTTI，编译器在编译时打开和检查 .class 文件。

• 反射，运行时打开和检查 .class 文件。

本文引用自 Java 类型信息 RTTI 和反射相关题目解析