Java中的getClass方法是如何工作的？

Question

这是JavaDoc的内容:

public final Class <?> getClass()

返回此 Object 的运行时类。返回的 Class 对象是由所代表类的 static synchronized 方法锁定的对象。
实际结果类型为 Class<? extends |X|>，其中 |X| 是调用 getClass 的表达式的静态类型的擦除。例如，在此代码片段中不需要进行强制转换：

Number n = 0;
Class<? extends Number> c = n.getClass();

返回值：
表示此对象的运行时类的Class对象。

现在，我明白它是一个本地方法，因此它是在平台相关的代码中实现的。但是这个方法的返回类型是什么呢？

public final Class<?> getClass()

此外，请考虑以下代码：

class Dog
{
    @Override
    public String toString()
    {
        return "cat";
    }
}

public class Main
{
    public static void main(String[] args)
    {
        Dog d= new Dog();
        //Class<Dog> dd = new Dog();  Compile time error
        System.out.println(d.getClass());
    }
}

输出：

 

class Dog

因此，我的疑问在于：

1. 这种方法的返回类型是什么
2. toString方法没有被调用。有一个类似主题的帖子： Java. getClass()返回一个类，为什么我也可以得到一个字符串？
3. 被注释的代码会导致编译时错误。

- Number945

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在Java中，Class是一种真正有效的Object类型。可以查看关于Class的Java文档。注释代码会出错，因为Class<Dog>应该设置为一个Class对象，而new Dog()返回一个Dog对象。 - CollinD

这不是一个本地方法。正如文档所说，类型为“Class”的对象仅表示一个类。每个Object都有一个引用指向表示其类的Class，而getClass()只是一个普通的getter。 - Kevin Krumwiede

@KevinKrumwiede，请看这里：https://dev59.com/loTba4cB1Zd3GeqP9rGU 现在我很困惑它是否是本地的？ - Number945

这是java.lang.Object类定义中的源代码：public final native Class<?> getClass();。由于对象的表示是实现的问题，访问此实现定义的数据结构的代码最好是“native”的。必须在不需要本地化和必须本地化之间有一个限制。（另请参见：巴伯的悖论） - laune

@laune 啊...谢谢你澄清这个问题。 - Kevin Krumwiede

Answer 1

每个对象的数据都包含对java.lang.Class类对象的引用，该引用可通过方法getClass返回。还有一个描述java.lang.Class的java.lang.Class对象。

将Class对象视为描述创建对象所需的某个类的“蓝图”。可以想象，蓝图也需要自己的蓝图（否则工程师如何知道如何制作蓝图）。

这些语句试图说明这一点。

Integer integer = 1;
Class<?> clazzInteger = integer.getClass();
System.out.println( "class of integer=" + clazzInteger );
Class<?> clazzClazzInteger = clazzInteger.getClass();
System.out.println( "class of class Integer's class=" + clazzClazzInteger );
String string = "x";
Class<?> clazzString = string.getClass();
System.out.println( "class of string=" + clazzString );
Class<?> clazzClazzString = clazzString.getClass();
System.out.println( "class of class String's class=" + clazzClazzString );

输出：

class of integer=class java.lang.Integer
class of class Integer's class=class java.lang.Class
class of string=class java.lang.String
class of class String's class=class java.lang.Class

一个类有一个名称，就像由蓝图描述的任何东西都有一个名称，这与蓝图本身不要混淆。如果一个类对象出现在某个上下文中，它的toString()方法会被隐式调用，这将返回类的名称。如果您想打印出一个类的所有细节（类似于打印蓝图本身），您必须编写大量的代码 - 只需查看java.lang.Class的javadoc：有很多信息可以检索（适合蓝图）。

- laune

Answer 2

在这一点上，我们需要区分一个类型和该类型的实例。让我们用一个例子来解释它。

    public class A {
        public static void main(String[] args) {
            Class<A> typeInformation = A.class; //Type information associated with type `A`
            A instanceOfA = new A();  //actual instance of type `A`
        }   
    }

类型

上述代码中的'reference typeInformation'是Class类型，暂时不考虑泛型。这些信息通常存储在非堆内存部分。以下信息存储在每个type jvm加载时：

• 类型的完全限定名称
• 类型的直接超类的完全限定名称（除非该类型是接口或类java.lang.Object，两者都没有超类）
• 类型是类还是接口
• 类型的修饰符（一些子集包括`public, abstract, final）
• 任何直接超级接口的完全限定名称的有序列表

实例

instaneOfA是指向堆内存中地址的类型为A的实际实例的引用。

getClass()的返回类型是通用的Class类型。与Java中提供的许多其他type - String、Integer等一样，Class也是表示关联类型信息的类型。

toString()方法是与Dog类的一个实例相关联并调用的，而不是与Dog类型本身相关联和调用的。

//Class<Dog> dd = new Dog(); 编译时错误

这是由于在将右侧表达式的结果分配给左侧的Left Hand Side时发生了类型不匹配，两者类型不同。 Class dd是Class类型的引用。 Dog是完全不同的类型，并且new Dog()可以分配给类型为'Dog'的引用。

此链接将帮助您了解Java运行时环境的设计方面

- deepak marathe

Answer 3

我对你的第三个问题有一个答案：

这会导致编译时错误，因为

原因1：对于一个类实例，你只能分配代表Dog类的类对象，但不能直接分配Dog类对象。

例如：Class dd=Dog.class或Class dd=Class.forName("Dog"); 是正确的语法。

原因2：类Class是一个final类，但不是Dog类的超类。你需要回到Java中动态方法调度的概念，只能将子类对象分配给超类变量。

- Hasitha Solasa