Рефлексия: информация о классе во время выполнения
Если Вы не знаете точного типа объекта, RTTI Вам его сообщит. Однако есть ограничения: тип должен быть известен во время компиляции, чтобы Вы могли определить его, используя RTTI, а также сделать что-нибудь полезное с этой информацией.
Вначале это не кажется ограничением, но предположим, что Вы получили ссылку на объект, который не находится в поле Вашей программы. На самом деле, класс объекта даже недоступен Вам во время компиляции. Например, предположим, что Вы получили группу байтов из файла, либо сетевого соединения и Вам сказали, что эти байты представляют класс. Так как компилятор не может знать о классе во время компиляции, как Вы можете использовать этот класс?
В традиционных средах программирования это представляется не реальной задачей. Но если мы переместимся в мир серьезного программирования, появляются обстоятельства, при которых это становится необходимым. Первое - программирование основанное на компонентах, в котором Вы создаете проекты, используя средства быстрой разработки программ (Rapid Application Development - RAD) . Это визуальный способ создания программы (которую Вы видите на экране в виде “формы”) посредством перемещения иконок, представляющих собой компоненты на форму. Эти компоненты затем конфигурируются установкой свойств во время работы программы. Конфигурирование во время разработки требует, чтобы компонент был устанавливаемым, что раскрывает информацию о нем, чтобы можно было устанавливать и читать свойства компонента. К тому же, компоненты, которые обрабатывают события GUI, должны предоставлять информацию о соответствующих методах, так чтобы среда RAD помогала программисту перекрывать методы обработки событий. Рефлексия предоставляет механизм, определяющий доступные методы и их имена. Java предоставляет структуру для программирования основанного на компонентах с помощью JavaBeans (описанный в Главе 13).
Еще одна важная мотивация для раскрытия информации о классе во время выполнения это предоставление возможности создавать и запускать объекты на удаленных платформах в сети. Это называется - вызов удаленных методов (Remote Method Invocation - RMI) и это позволяет программе Java иметь объекты, распределенные на многих машинах. Это распределение может потребоваться по многим причинам: например, возможно Вы выполняете задачу с интенсивными вычислениями и вы хотите разбить ее и распределить между машинами, которые простаивают, чтобы ускорить процесс. В некоторых случаях, Вы можете захотеть расположить код выполняющий конкретный тип задачи (как, например, “Бизнес правила” в клиент/серверной архитектуре) на конкретной машине, так чтобы эта машина стала общим хранилищем описывающим эти действия, что легко позволит делать изменения, которые отразятся на всех клиентах системы. (Это является интересной разработкой, т.к. машины существуют исключительно для упрощения изменения программ!). Распределенное программирование поддерживает специализированное аппаратное обеспечение, которое может быть хорошим для решения конкретных задач —перестановки матриц, например—, но неподходящим, либо слишком дорогим для основных целей программирования.
Класс Class (описанный выше в этой главе) поддерживает концепцию рефлексии, и даже существует дополнительная библиотека, java.lang.reflect, с классами Field, Method и Constructor (каждый и которых реализует интерфейс Member interface). Объекты этих типов создаются с помощью JVM во время выполнения для представления соответствующих членов неизвестного класса. Затем Вы можете использовать объект Constructor для создания нового объекта, методы get() и set( ) для чтения и модификации полей, ассоциированных с объектами Field, и метод invoke( ) для вызова методов, привязанных к объекту Method. К тому же, Вы можете вызывать удобные методы getFields( ), getMethods( ), getConstructors( ), и т.д., для получения массивов объектов представляющих поля, методы и конструкторы. (Вы можете узнать больше, прочитав онлайн-документацию по классу Class). Таким образом, информация о классе для анонимного объекта может быть полностью определена во время выполнения, и во время компиляции может быть ничего не известно.
Очень важно представлять, что в рефлексии нет никакой магии. Когда Вы используете рефлексию для общения с объектами неизвестного типа, JVM просто смотрит на объект и определяет что принадлежит конкретному классу (просто как обыкновенный механизм RTTI), но перед тем как сделать это, объект Class должен быть загружен. Итак, файл .class для этого конкретного типа должен быть доступен для JVM, на локальной машине, либо по сети. Так что разница между RTTI и рефлексией в том, что с помощью RTTI, компилятор открывает и исследует файл .class файл во время компиляции. В этом случае Вы можете вызывать методы объекта “стандарным” способом. С помощью рефлексии, файл .class недоступен во время компиляции; он открывается и исследуется во время выполнения.
