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Java為什么能夠支持Reflection？答案是Java運行時(shí)仍然擁有類(lèi)型信息，它包含了這個(gè)類(lèi)一切：它有哪些字段、哪些方法，各是何種保護級別等等，還有這個(gè)類(lèi)依賴(lài)于哪些類(lèi)。在Java中，類(lèi)信息以對象的形式存放，這些對象是一種元對象，它們的類(lèi)型就是Class。擁有了這些信息，無(wú)論是動(dòng)態(tài)創(chuàng )建對象還是調用某些方法都是輕而易舉的。在C++中，通過(guò)RTTI（運行時(shí)類(lèi)型識別），我們也可以知道類(lèi)的一些信息，但為什么C++中卻沒(méi)有Reflection，原因是類(lèi)型信息不完整。RTTI這個(gè)名字本身就告訴我們，C++的類(lèi)型信息是用來(lái)進(jìn)行類(lèi)型識別的，因此，它也不需要其它額外的信息。并不是C++無(wú)法做到這一點(diǎn)，而是C++不希望給用戶(hù)增加額外的負擔。有所得，必然有所失，因此，C++放棄了元對象。關(guān)于這一點(diǎn)，C++之父Bjarne Stroustrup在他的《C++語(yǔ)言的設計與演化》的14.2.8節中進(jìn)行了深入的討論。
元對象是Java Reflection的物質(zhì)基礎，那它的精神基礎又是什么呢？Java為什么要支持Reflection？經(jīng)過(guò)上面的討論，我們把這個(gè)問(wèn)題再進(jìn)一步，為什么Java要提供元對象？
討論這個(gè)問(wèn)題，我們還要拉回到十年前，那時(shí)Java剛剛來(lái)到正式登上歷史的舞臺。Java實(shí)際上誕生在這之前的數年，那時(shí)候還叫Oak，環(huán)境所限使得這一劃時(shí)代的杰作甫一出爐便被束之高閣。當Netscape掀起了為網(wǎng)絡(luò )大戲的序幕，Java得以鳳凰涅槃，這其中很重要的一個(gè)原因就是Java是以網(wǎng)絡(luò )為中心的。
仔細觀(guān)察，我們會(huì )發(fā)現，Java的整個(gè)基礎架構的設計都是為網(wǎng)絡(luò )服務(wù)。首當其沖的便是Java中最著(zhù)名的跨平臺。其實(shí)，在Java之前的年代，人們也需要考慮平臺之間的可移植性，但這種移植大多數集中在源碼一級，這也就是C語(yǔ)言可以流行的原因之一，在單機環(huán)境下，平臺的差異并不那么明顯。網(wǎng)絡(luò )的出現使平臺之間差異凸現出來(lái)，因為網(wǎng)絡(luò )可能會(huì )連接各種各樣的計算機和設備。沒(méi)錯，還有設備，你也許知道Java最初的開(kāi)發(fā)是和嵌入式設備相關(guān)的。一旦應用可以跨平臺，程序開(kāi)發(fā)和后期管理維護工作將得到極大的簡(jiǎn)化，可移植性也從源碼級晉升到二進(jìn)制級（Java字節碼）。所以，跨平臺實(shí)際上也是為了網(wǎng)絡(luò )打基礎。Java中另一個(gè)重要的買(mǎi)點(diǎn)——安全性與網(wǎng)絡(luò )之間的關(guān)系更為密切，誰(shuí)都可以想出幾條理由，把二者關(guān)聯(lián)起來(lái)。
再來(lái)具體看看Java的基礎架構如何對網(wǎng)絡(luò )進(jìn)行支持的。還記得Java最初是怎么吸引人的嗎？沒(méi)錯，Applet。熟悉原理的朋友都知道，Applet的運行是把遠程的類(lèi)文件下載到本地來(lái)執行的。相對于本地硬盤(pán)，網(wǎng)絡(luò )給我們的感覺(jué)就是一個(gè)字————慢。如果Java采用傳統可執行文件組織方式，即一個(gè)完整的可執行文件，把整個(gè)Applet下載下來(lái)的運行，只怕等到花兒也謝了。Java采用的手法是把文件拆開(kāi)，以類(lèi)為單位進(jìn)行組織，這就是我們今天見(jiàn)到的class文件。這樣，執行的過(guò)程就變成第一個(gè)類(lèi)下載之后就可以運行，大大節省了最初的等待時(shí)間。好的設計會(huì )把程序分成若干的模塊，所以，絕大多數程序不可能寫(xiě)在一個(gè)類(lèi)中。因此，類(lèi)文件中必須包含它所用到類(lèi)。對于引導部分，我們可以讓它以特定的方式開(kāi)始執行，比如把我們耳熟能詳的main方法放在特定的字節，但對于沒(méi)有定法的任意方法，是沒(méi)有辦法規定的，而一個(gè)類(lèi)調用另一個(gè)類(lèi)的方法就是這樣隨意，因此類(lèi)文件中必須包含這個(gè)類(lèi)方法的信息，進(jìn)一步字段信息也會(huì )加進(jìn)來(lái)，這樣幾乎一個(gè)完整類(lèi)的信息就出來(lái)了，而這些信息對應的恰好是元對象。所以，元對象出現在Java基礎架構中。
有了元對象，Reflection也成了一件順其自然的事情。有了Reflection，Java也就擁有了動(dòng)態(tài)擴展的能力，這樣就可以極大的提高程序的靈活性。
關(guān)于Java基礎結構對網(wǎng)絡(luò )的支持還可以再說(shuō)幾句。class文件經(jīng)過(guò)了精心的設計，本身相當緊湊，其目的就是為了方便在網(wǎng)絡(luò )上傳輸，而JAR文件的出現，其目的也是為了方便網(wǎng)絡(luò )傳輸，因為如果每次只傳輸一個(gè)類(lèi)，大量的時(shí)間都被浪費在建立網(wǎng)絡(luò )連接的過(guò)程中，JAR文件使得一次傳輸多個(gè)類(lèi)成為可能，而且我們還知道JAR文件中的數據是經(jīng)過(guò)壓縮的，這樣可以進(jìn)一步減少下載時(shí)間。Java基礎架構對網(wǎng)絡(luò )的支持，《深入Java虛擬機》（第二版）的4.3節進(jìn)行了很好闡述，有興趣不妨看一下。
對Reflection思考讓我有機會(huì )對Java本身的設計進(jìn)行深入的思考。一個(gè)好的軟件設計需要一個(gè)核心理念作為支撐，所有的一切都是圍繞核心進(jìn)行的，而對于Java，這個(gè)核心就是網(wǎng)絡(luò )。
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