学习心得：Java为什么支持反射机制


 
Java为什么能够支持Reflection？答案是Java运行时仍然拥有类型信息，它包含了这个类一切：它有哪些字段、哪些方法，各是何种保护级别等等，还有这个类依赖于哪些类。在Java中，类信息以对象的形式存放，这些对象是一种元对象，它们的类型就是Class。拥有了这些信息，无论是动态创建对象还是调用某些方法都是轻而易举的。在C++中，通过RTTI（运行时类型识别），我们也可以知道类的一些信息，但为什么C++中却没有Reflection，原因是类型信息不完整。RTTI这个名字本身就告诉我们，C++的类型信息是用来进行类型识别的，因此，它也不需要其它额外的信息。并不是C++无法做到这一点，而是C++不希望给用户增加额外的负担。有所得，必然有所失，因此，C++放弃了元对象。关于这一点，C++之父Bjarne Stroustrup在他的《C++语言的设计与演化》的14.2.8节中进行了深入的讨论。  
        元对象是Java Reflection的物质基础，那它的精神基础又是什么呢？Java为什么要支持Reflection？经过上面的讨论，我们把这个问题再进一步，为什么Java要提供元对象？ 
        讨论这个问题，我们还要拉回到十年前，那时Java刚刚来到正式登上历史的舞台。Java实际上诞生在这之前的数年，那时候还叫Oak，环境所限使得这一划时代的杰作甫一出炉便被束之高阁。当Netscape掀起了为网络大戏的序幕，Java得以凤凰涅槃，这其中很重要的一个原因就是Java是以网络为中心的。 
        仔细观察，我们会发现，Java的整个基础架构的设计都是为网络服务。首当其冲的便是Java中最著名的跨平台。其实，在Java之前的年代，人们也需要考虑平台之间的可移植性，但这种移植大多数集中在源码一级，这也就是C语言可以流行的原因之一，在单机环境下，平台的差异并不那么明显。网络的出现使平台之间差异凸现出来，因为网络可能会连接各种各样的计算机和设备。没错，还有设备，你也许知道Java最初的开发是和嵌入式设备相关的。一旦应用可以跨平台，程序开发和后期管理维护工作将得到极大的简化，可移植性也从源码级晋升到二进制级（Java字节码）。所以，跨平台实际上也是为了网络打基础。Java中另一个重要的买点——安全性与网络之间的关系更为密切，谁都可以想出几条理由，把二者关联起来。 
再来具体看看Java的基础架构如何对网络进行支持的。还记得Java最初是怎么吸引人的吗？没错，Applet。熟悉原理的朋友都知道，Applet的运行是把远程的类文件下载到本地来执行的。相对于本地硬盘，网络给我们的感觉就是一个字————慢。如果Java采用传统可执行文件组织方式，即一个完整的可执行文件，把整个Applet下载下来的运行，只怕等到花儿也谢了。Java采用的手法是把文件拆开，以类为单位进行组织，这就是我们今天见到的class文件。这样，执行的过程就变成第一个类下载之后就可以运行，大大节省了最初的等待时间。好的设计会把程序分成若干的模块，所以，绝大多数程序不可能写在一个类中。因此，类文件中必须包含它所用到类。对于引导部分，我们可以让它以特定的方式开始执行，比如把我们耳熟能详的main方法放在特定的字节，但对于没有定法的任意方法，是没有办法规定的，而一个类调用另一个类的方法就是这样随意，因此类文件中必须包含这个类方法的信息，进一步字段信息也会加进来，这样几乎一个完整类的信息就出来了，而这些信息对应的恰好是元对象。所以，元对象出现在Java基础架构中。 
        有了元对象，Reflection也成了一件顺其自然的事情。有了Reflection，Java也就拥有了动态扩展的能力，这样就可以极大的提高程序的灵活性。 
        关于Java基础结构对网络的支持还可以再说几句。class文件经过了精心的设计，本身相当紧凑，其目的就是为了方便在网络上传输，而JAR文件的出现，其目的也是为了方便网络传输，因为如果每次只传输一个类，大量的时间都被浪费在建立网络连接的过程中，JAR文件使得一次传输多个类成为可能，而且我们还知道JAR文件中的数据是经过压缩的，这样可以进一步减少下载时间。Java基础架构对网络的支持，《深入Java虚拟机》（第二版）的4.3节进行了很好阐述，有兴趣不妨看一下。 
        对Reflection思考让我有机会对Java本身的设计进行深入的思考。一个好的软件设计需要一个核心理念作为支撑，所有的一切都是围绕核心进行的，而对于Java，这个核心就是网络。 
一次有趣的思考体验！

补充：软件开发 , Java ,