Java為什麼支援反射機制？

    Java為什麼能夠支援Reflection？答案是Java運行時仍然擁有類型資訊，它包含了這個類一切：它有哪些欄位、哪些方法，各是何種保護層級等等，還有這個類依賴於哪些類。在Java中，類資訊以對象的形式存放，這些對象是一種元對象，它們的類型就是Class。擁有了這些資訊，無論是動態建立對象還是調用某些方法都是輕而易舉。在C++中，通過RTTI（運行時類型識別），我們也可以知道類的一些資訊，但為什麼C++中卻沒有 Reflection，原因是類型資訊不完整。RTTI這個名字本身就告訴我們，C++的類型資訊是用來進行類型識別的，因此，它也不需要其它額外的資訊。並不是C++無法做到這一點，而是C++不希望給使用者增加額外的負擔。有所得，必然有所失，因此，C++放棄了元對象。關於這一點，C++之父 Bjarne Stroustrup在他的《C++語言的設計與演化》的14.2.8節中進行了深入的討論。

        元對象是Java Reflection的物質基礎，那它的精神基礎又是什麼呢？Java為什麼要支援Reflection？經過上面的討論，我們把這個問題再進一步，為什麼Java要提供元對象？

        討論這個問題，我們還要拉回到十年前，那時Java剛剛來到正式登上曆史的舞台。Java實際上誕生在這之前的數年，那時候還叫Oak，環境所限使得這一划時代的傑作甫一出爐便被束之高閣。當Netscape掀起了為網路大戲的序幕，Java得以鳳凰涅槃，這其中很重要的一個原因就是Java是以網路為中心的。

        仔細觀察，我們會發現，Java的整個基礎架構的設計都是為網路服務。首當其衝的便是Java中最著名的跨平台。其實，在Java之前的年代，人們也需要考慮平台之間的可移植性，但這種移植大多數集中在源碼一級，這也就是C語言可以流行的原因之一，在單機環境下，平台的差異並不那麼明顯。網路的出現使平台之間差異凸現出來，因為網路可能會串連各種各樣的電腦和裝置。沒錯，還有裝置，你也許知道Java最初的開發是和嵌入式裝置相關的。一旦應用可以跨平台，程式開發和後期管理維護工作將得到極大的簡化，可移植性也從源碼級晉陞到二進位級（Java位元組碼）。所以，跨平台實際上也是為了網路打基礎。 Java中另一個重要的買點——安全性與網路之間的關係更為密切，誰都可以想出幾條理由，把二者關聯起來。
再來具體看看Java的基礎架構如何對網路進行支援的。還記得Java最初是怎麼迷人的嗎？沒錯，Applet。熟悉原理的朋友都知道，Applet的運行是把遠端類檔案下載到本地來執行的。相對於本地硬碟，網路給我們的感覺就是一個字————慢。如果Java採用傳統可執行檔組織方式，即一個完整的可執行檔，把整個Applet下載下來的運行，只怕等到花兒也謝了。Java採用的手法是把檔案拆開，以類為單位進行組織，這就是我們今天見到的class檔案。這樣，執行的過程就變成第一個類下載之後就可以運行，大大節省了最初的等待時間。好的設計會把程式分成若干的模組，所以，絕大多數程式不可能寫在一個類中。因此，類檔案中必須包含它所用到類。對於引導部分，我們可以讓它以特定的方式開始執行，比如把我們耳熟能詳的main方法放在特定的位元組，但對於沒有定法的任意方法，是沒有辦法規定的，而一個類調用另一個類的方法就是這樣隨意，因此類檔案中必須包含這個類方法的資訊，進一步欄位資訊也會加進來，這樣幾乎一個完整類的資訊就出來了，而這些資訊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也就擁有了動態擴充的能力，這樣就可以極大的提高程式的靈活性。

        關於Java基礎結構對網路的支援還可以再說幾句。class檔案經過了精心的設計，本身相當緊湊，其目的就是為了方便在網路上傳輸，而JAR檔案的出現，其目的也是為了方便網路傳輸，因為如果每次只傳輸一個類，大量的時間都被浪費在建立網路連接的過程中，JAR檔案使得一次傳輸多個類成為可能，而且我們還知道JAR檔案中的資料是經過壓縮的，這樣可以進一步減少下載時間。Java基礎架構對網路的支援，《深入Java虛擬機器》（第二版）的4.3節進行了很好闡述，有興趣不妨看一下。

        對Reflection思考讓我有機會對Java本身的設計進行深入的思考。一個好的軟體設計需要一個核心理念作為支撐，所有的一切都是圍繞核心進行的，而對於Java，這個核心就是網路。