Class类是反射与加载器最常用的核心类，最近计划写一个JAVA加载器框架，决定重新温习相关接口和类的源码文档，实践相关用法以消除心中所存不确定。

类说明

对象创建

UML类图

类成员方法

学习总结

1 类说明

翻译Class类源码英文文档，分段翻译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：在一个运行中的JAVA程序，Class类的实例，代表用关键字class或interface声明的对象，如public class AnyObject与public interface AnyInterface。

英文：An enum is a kind of class and an annotation is a kind of interface.
中文：Enum-枚举是一种Class类型，Annotation-注解是一种接口类型。

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：每一个数组属于一个类，按照数组元素类型和维度被反射为一个类对象，这个类对象被具有相同元素类型和维度的数组共享。

应用理解

序号	变量声明	变量声明	是否相同	差异因素
1	String[] o1 = new String[3]	String[] o2 = new String[10]	相同	无
2	String[] o1 = new String[3]	String[][] o3 = new String[3][5]	不同	数组维度
3	String[] o1 = new String[3]	byte[] o4 = new byte[1024]	不同	元素类型

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原始类型boolean / byte / char / short / int / long / float / double 与void关键字，也都有一种类对象代表。

原始类型与类对象对应表

序号	原始类型	对象类型	类型缩写
1	boolean	java.lang.Boolean	Z
2	byte	java.lang.Byte	B
3	char	java.lang.Character	C
4	short	java.lang.Short	S
5	int	java.lang.Integer	I
6	long	java.lang.Long	J
7	float	java.lang.Float	F
8	double	java.lang.Double	D
9	void	java.lang.Void	V

注意：原始类型与对象类型的Class不一样，类型缩写在.class文件中用到。另外，class或interface的类型缩写为L。

2 对象创建

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没有公有构造器函数，虚拟机装载类对象或被调用ClassLoader的defineClass方法时，Class对象实例被JAVA虚拟机自动构造。

Class对象实例的获取方式

对象实例调用getClass方法

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

对任何对象类型的实例，调用getClass()函数可以获取对象类型。

类字面量.class方式

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

类字面量，就是指用class关键字声明的对象名称，如public class Foo {}，Foo就是这个类的类字面量。

静态函数forName

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

请求参数为对象类型的全限定名称，一般情况，不需要额外制定类加载器。

泛型类型的获取方式

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

3 UML类图

Class类声明

public final class Class implements java.io.Serializable, GenericDeclaration, Type,  AnnotatedElement {
  //主体代码
}

声明分析
1 final关键字，Class类不能被继承；
2 实现AnnotatedElement接口，支持注解功能；
3 支持泛型，Class声明，实现GenericDeclaration，支持获取泛型参数方法getTypeParameter；
4 实现Serializable接口，支持序列化。

Class类图
整理Class类实现的接口，依赖的类与接口。

ClassUML类图.png

4 类成员方法

4.1 构造函数

函数声明：private Class(ClassLoader loader)

使用说明
不能直接用new生成Class实例，也不提默认构造函数，直接由JVM在类装载或ClassLoader调用defineClass是调用。

4.2 成员方法

4.2.1 forName方法

方法作用
静态方法forName通过类的全限定名称加载类对象，常用于反射功能模块。两个函数的区别主要区别在于第二个函数制定了一个类加载器，函数实现时增加对加载器的安全权限检查。
方法声明

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

方法抛出异常还有LinkageError与ExceptionInInitializerError。
forName底层调用静态本地方法forName0函数：

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
调用默认构造函数生成对象实例。
方法声明

@CallerSensitive
public T newInstance() throws InstantiationException, IllegalAccessException

函数分析

注解@CallerSensitive，表明函数执行是否成功与调用者权限有关，Class类代码首先调用系统安全管理器检查调用者对本类是否有访问权限；
方法无参数，就是说，只能生成具有默认无参构造函数的类实例；若需要调用含参数列表的构造函数，需要通过反射技术调用Constructor类的newInstance方法；

4.2.3 isInstance方法

方法作用
判断本类型是否继承或实现参数制定的类或接口。
方法声明

public native boolean isInstance(Object obj);

返回值说明

序号	this类型	obj说明	返回值
1	class	obj是该类对象实例或子类型实例	true
2	array	obj能执行类型转换为array对象	true
3	interface	obj的类或上级类实现此接口	true
4	原始类型	任何情况	false

4.2.4 isAssignedFrom方法

方法作用
判断本类型是否为参数clazz的相同，或者是其子类或实现类。
方法声明

public native boolean isAssignedFrom(Class clazz);

注意：与isInstance方法不同，这个参数是Class类型，而isInstance的参数是对象实例。

4.2.5 常用判断方法

public native boolean isInterface(); #判断是否为接口对象
public native boolean isArray(); #判断是否为数组对象
public native boolean isPrimitive(); #判断是否为原始类型，如byte, int等
public boolean isAnnotation(); #判断是否为注解类型
public boolean isSynthetic(); #判断是否为合成类，不是手动编写的静态类
public boolean isAnonymousClass(); #判断是否为匿名类
public boolean isLocalClass(); #判断是否为本地类
public boolean isMemberClass(); #判断是否为成员类
public boolean isEnum(); #判断是否为枚举类型

4.2.6 字段操作方法

4.2.6.1 getField

方法作用
获取类声明的公有成员变量。
方法声明

@CallerSensitive
public Field getField(String name);

根据名称参数name获取类的同名字段，没有名称对应的字段将抛出NoSuchFieldException。

4.2.6.2 getFields

方法作用
获取类声明的所有公有成员变量，返回Field数组，没有成员变量返回空数组。
方法声明

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

4.2.6.3 getDeclaredField方法

方法作用
获取类声明的同名成员变量，不管是公有还是私有，没有此名称成员变量抛出异常。
方法申明

public Field getDeclaredField(String name);

4.2.6.4 getDeclaredFields方法

方法作用
获取类声明的所有成员变量，无论是公有还是私有，无成员变量返回空数组。

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

4.2.7 构造器方法

4.2.7.1 getConstrucutor

方法作用
获取与参数列表类型匹配的公有构造函数。
方法申明

@CallerSensitive
public Constructor getConstructor(Class... paramTypes) throws NoSuchMethodException, SecurityException

4.2.7.2 getDeclaredConstructor

方法作用
获取与参数列表类型匹配的构造函数，不论公有私有。
方法声明

@CallerSensitive
public Constructor getDeclaredConstructor(Class... paramTypes) throws NoSuchMethodException, SecurityException

4.2.7.3 getConstructors

方法作用
获取类声明的所有公有构造函数，返回Constructor数组。
方法声明

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

4.2.7.4 getDeclaredConstructors

方法作用
获取类声明的所有构造函数，不论公有私有，返回Constructor数组。
方法声明

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

4.2.8 成员方法函数

4.2.8.1 getMethod

方法作用
获取与参数列表类型匹配的公有方法。
方法申明

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

4.2.8.2 getDeclaredMethod

方法作用
获取与参数列表类型匹配的方法，不论公有私有。
方法声明

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

4.2.8.3 getMethods

方法作用
获取类声明的所有公有方法，返回Method数组。
方法声明

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

4.2.8.4 getDeclaredMethods

方法作用
获取类声明的所有方法，不论公有私有，返回Method数组。
方法声明

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

4.2.9 getModifiers方法

方法作用
获取类声明的访问修饰符，如public, protected, final等。
方法声明

public native int getModifiers();

4.2.10 getInterfaces方法

方法作用
获取类实现的接口列表数组，返回Class数组，没有实现接口返回空数组。
方法声明

public Class[] getInterfaces();

4.2.11 getClasses方法

方法作用
获取类继承或实现接口的数组，返回Class数组，没有集成与实现接口返回空数组。
方法声明

public Class getClasses();

注意：getClasses方法包含getInterfaces方法返回的接口数组，排序与源代码声明顺序一致。

4.2.12 getSuperclass方法

方法作用
获取类的父类型，Class代表的类型可以是class / interface / 原始类型 / void。
方法声明

public native Class getSuperclass();

返回值说明
如果this是原始类型，父类型返回null；如果this代表一个数组，父类型返回java.lang.Object。

4.2.13 getPackage方法

方法作用
返回类所在的包对象。
方法声明

public Package getPackage();

4.2.14 getComponentType方法

方法作用
获取数组元素类型，如果this不是数组类型，返回null。
方法声明

public native Class getComponentType()

应用示例
数组String[]，函数返回数组元素类型java.lang.String。

4.2.15 getName方法

方法作用
获取this对象的全限定名称。
方法声明

public String getName();

应用示例

对象类型，如String.class.getName()，返回名称为java.lang.String；
原始类型，如byte.class.getName()，返回名称与原始类型一样，这里返回"byte"；
数组类型，分两种情况：1）原始类型数组，返回“前缀[ + 类型缩写"，如byte[5]，返回字符串”[B“；2）对象数组，返回前缀[ + 类型全限定名称”，如String[5]，返回[Ljava.lang.String；
多维数组，与数组类型格式一致，数组有几维、就有几个前缀[，如long[2][3][4][5]，返回字符串“[[[[J”；

4.2.16 注解操作方法

Spring / MyBatis就是调用Class类的注解操作方法，解析BEAN对象等的注解配置的，研究框架得多了解下这几个函数。

4.2.16.1 getAnnotation方法

方法作用
根据注解的类型获取类声明的注解对象。
方法声明

public  A getAnnotation(Class 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
获取类声明的所有注解对象，返回Annotation数组，没有注解返回空数组。
方法声明

public Annotation[] getAnnotations();

4.2.16.3 isAnnotationPresent方法

方法作用
返回类是否声明annotationType参数指定的注解。
方法声明

public boolean isAnnotationPresent(Annotation annotationType) ;

方法示例

@Deprecated
public class App{
    public static void main(String[] args){
        /* 判断App类是否被Deprecated注解标识成Deprecated */
        boolean isOld = App.class.isAnnotationPresent(Deprecated.class);
    }
}

4.2.16.4 getAnnotationsByType方法

方法作用
根据注解类型annotationType获取类声明的所有注解，返回Annotion[]。
方法声明

public  A[] getAnnotationsByType(Class annotationType)

4.3 其它函数

Class类的方法还有不少，尤其是要研究几个内部类的作用，如EnclosingMethodInfo、ReflectionData等，了解其缓存优化等特点。

5 学习总结

Class类是反射技术的核心类

掌握forName方法使用，熟练使用构造函数、成员变量、成员变量获取函数

了解getSuperclass、getClasses与getInterfaces方法使用，动态代理过程常用

熟悉注解对象操作函数，框架对象属性配置经常用到

java.lang.Class使用中文文档