Философия Java3 - Брюс Эккель

Из результата работы программы мы видим, что объект Class загружается только при непосредственной необходимости, а статическая инициализация производится при загрузке этого объекта.

Особенно интересно выглядит строка программы

Class forNameCGum"),

Все объекты Class принадлежат классу Class. Объект Class ничем принципиально не отличается от других объектов, поэтому вы можете выполнять операции со ссылкой на него (именно так и поступает загрузчик классов). Один из способов получения ссылки на объект Class заключается в вызове метода for-Name(), которому передается строка (String) с именем класса (следите за правильностью написания и регистром символов!). Метод возвращает ссылку на объект Class, которая в данном примере нам не нужна; метод Class.forName() вызывался ради побочного эффекта, то есть загрузки класса Gum, если он еще не в памяти. В процессе загрузки выполняется static-инициализатор класса Gum.

Если бы в рассмотренном примере метод Class.forName() сработал неудачно (не смог бы найти класс, который вы хотели загрузить), он возбудил бы исключение ClassNotFoundException. Здесь мы просто сообщаем о проблеме и двигаемся дальше, однако в более совершенной программе можно было бы попытаться исправить ошибку в обработчике исключения.

Чтобы использовать информацию RTTI на стадии исполнения, прежде всего необходимо получить ссылку на подходящий объект Class. Один из способов — вызов метода Class.forName() — удобен тем, что вам не потребуется уже существующий объект нужного типа. Впрочем, если такой объект уже существует, для получения ссылки на его объект Class можно вызвать метод getClass(), определенный в корневом классе Object. Метод возвращает объект Class, представляющий фактический тип объекта. Класс Class содержит немало интересных методов, продемонстрированных в следующем примере:

//• typeinfo/ToyTest.java

// Тестирование класса Class.

package typeinfo.toys;

import static net.mindview.util Print.*;

interface HasBatteries {} interface Waterproof {} interface Shoots {}

class Toy {

// Закомментируйте следующий далее конструктор по // умолчанию, тогда в строке с пометкой (*1*) // возникнет ошибка NoSuchMethodError. ТоуО {} Toy(int i) {}

}

class FancyToy extends Toy

implements HasBatteries. Waterproof, Shoots { FancyToyО { super(1); }

}

public class ToyTest {

static void printInfo(Class cc) {

print ("Имя класса: " + cc.getNameO +

" это интерфейс? [" + cc.isInterfaceO + "]"), print("Простое имя: " + cc.getSimpleName()); print("Каноническое имя- " + cc.getCanonicalName()).

}

public static void main(String[] args) { Class с = null. try {

с = CI ass.forName("typeinfo.toys FancyToy"); } catch(ClassNotFoundException e) {

print("He найден класс FancyToy"); System.exit(l);

}

printlnfo(c);

for(Class face : c.getlnterfaces())

printlnfo(face); Class up = c.getSuperclassO; Object obj = null, try {

// Необходим конструктор по умолчанию о = up.newInstanceO; } catchdnstantiationException е) {

printCHe удалось создать объект"). System.exit(1); } catchdllegalAccessException е) {

print("Нет доступа"); System.exit(l);

}

printlnfo(obj.getClassO); } продолжение &

} /* Output

Имя класса typeinfo toys FancyToy это интерфейс? [false]

Простое имя FancyToy

Каноническое имя- typeinfo.toys FancyToy

Имя класса typeinfo toys HasBatteries это интерфейс? [true]

Простое имя HasBatteries

Каноническое имя: typeinfo toys HasBatteries

Имя класса typeinfo toys Waterproof это интерфейс? [true]

Простое имя. Waterproof

Каноническое имя typeinfo toys Waterproof

Имя класса, typeinfo.toys Shoots это интерфейс? [true]

Простое имя: Shoots

Каноническое имя: typeinfo.toys Shoots

Имя класса: typeinfo.toys Toy это интерфейс? [false]

Простое имя: Toy

Каноническое имя typeinfo.toys.Toy *///.-

Класс FancyToy, производный от Toy, реализует несколько интерфейсов: HasBatteries, Waterproof и Shoots. В методе main() создается ссылка на объект Class для класса FancyToy, для этого в подходящем блоке try вызывается метод for-Name(). Обратите внимание на необходимость использования полного имени (с именем пакета) в строке, передаваемой forName().

Метод printInfo() использует getName() для получения полного имени класса и методы getSimpleName() и getCanonicalName() (появившиеся в Java SE5), возвращающие имя без пакета и полное имя соответственно. Метод islnterface() проверяет, представляет ли объект Class интерфейс. Таким образом, по объекту Class можно узнать практически все, что может потребоваться узнать о типе.

Метод Class.getlnterfaces() возвращает массив объектов Class, представляющих интерфейсы, реализованные объектом Class. Метод getSuperclass() возвращает непосредственный (то есть ближайший) базовый класс для объекта Class.

Метод newlnstance() фактически реализует «виртуальный конструктор». Вы как бы говорите: «Я не знаю ваш точный тип, так что создайте себя самостоятельно». В рассмотренном примере ссылка up просто указывает на объект Class, больше никакой информации о типе у вас нет. Поэтому при создании нового экземпляра методом newlnstance() вы получаете ссылку на обобщенный объект Object. Однако полученная ссылка на самом деле указывает на объект Toy. Следовательно, перед посылкой сообщений, характерных для класса Toy, придется провести нисходящее преобразование. Вдобавок объект, созданный с помощью метода newlnstance(), обязан определить конструктор по умолчанию. Позднее в этой главе будет показано, как динамически создать объект класса любым конструктором с использованием механизма рефлексии Java.

Литералы class

В Java существует еще один способ получения ссылок на объект Class — посредством литерала class. В предыдущей программе получение ссылки выглядело бы так:

FancyToy.class:

Такой способ не только проще, но еще и безопасней, поскольку проверка осуществляется еще во время компиляции. К тому же он не требует вызова forName(), а значит, является более эффективным.

Литералы class работают со всеми обычными классами, так же как и с интерфейсами, массивами и даже с примитивами. Вдобавок во всех классах-обертках для примитивных типов имеется поле с именем TYPE. Это поле содержит ссылку на объект Class для ассоциированного с ним простейшего типа, как показано в табл. 13.1.

Таблица 13.1. Альтернативное обозначение объекта Class с помощью литералов

Литерал

Ссылка на объект Class

boolean.class

Boolean.TYPE

char.class

Character.TYPE

byte.class

Byte.TYPE

short.class

Short.TYPE

int.class

Integer.TYPE

long.class

Long.TYPE

float.class

Float.TYPE

double.class

Double.TYPE

void.class

Void.TYPE

Хотя эти версии эквивалентны, я предпочитаю использовать синтасис .class, так как он лучше сочетается с обычными классами.

Интересно заметить, что создание ссылки на объект Class с использованием записи .class не приводит к автоматической инициализации объекта Class. Подготовка класса к использованию состоит из трех этапов:

• Загрузка — выполняется загрузчиком классов. Последний находит байт-код и создает на его основе объект Class.

• Компоновка — в фазе компоновки проверяется байт-код класса, выделяется память для статических полей, и при необходимости разрешаются все ссылки на классы, созданные этим классом.

• Инициализация — если у класса имеется суперкласс, происходит его инициализация, выполняются статические инициализаторы и блоки статической инициализации.

Инициализация откладывается до первой ссылки на статический метод (конструкторы являются статическими методами) или на неконстантное статическое поле:

//: typeinfo/Class Initialization.java import java util *;

class Initable {

static final int staticFinal = 47; static final int staticFinal2 =

Classlnitialization rand nextlnt(lOOO).

static {

System out рпп^пС'Инициализация Initable"), продолжение &

}

}

class Initable2 {

static int staticNonFinal = 147, static {

System out.рпп^пСИнициализация Initable2"),

}

}

class Initable3 {

static int staticNonFinal = 74. static {

System ои^ргШ1п("Инициализация Initable3").

}

}

public class Classlnitialization {

public static Random rand = new Random(47), public static void main(String[] args) throws Exception { Class initable = Initable class. System out printin("После создания ссылки Initable"). // He приводит к инициализации System out println(Initable.staticFinal). // Приводит к инициализации-System out printin(Initable staticFinal2); // Приводит к инициализации System out println(Initable2 staticNonFinal). Class initable3 = Class forName("Initable3"). System out printlnC"После создания ссылки Initable3"). System out pri ntin(Initable3 staticNonFinal),

}

} /* Output

После создания ссылки Initable 47

Инициализация Initable 258

Инициализация Ini table2 147

Инициализация Initable3 После создания ссылки Ini tablеЗ 74 *///•-

По сути, инициализация откладывается настолько, насколько это возможно. Из результатов видно, что простое использование синтаксиса .class для получения ссылки на класс не приводит к выполнению инициализации. С другой стороны, вызов Class.forNames() немедленно инициализирует класс для получения ссылки на Class, как мы видим на примере initable3.

Параметризованные ссылки

Объект Class используется для создания экземпляров класса и содержит полный код методов этих экземпляров. Кроме того, в нем содержатся статические члены класса. Таким образом, ссылка на Class подразумевает точный тип того, на что она указывает — на объект класса Class.

Однако проектировщики Java SE5 решили предоставить возможность уточнения записи посредством ограничения типа объекта Class, на который может указывать ссылка; для этой цели применяется синтаксис параметризации. В следующем примере верны оба варианта синтаксиса: