如何唯一確定一個 Java 類？
今天偶然想起之前和朋友討論過的一個問題：如何唯一確定一個 Java 類？我相信大多數朋友遇到這個問題的回答都是：類的全路徑唄。但事實上，唯一確定一個 Java 類，單單靠類路徑是不夠的，還要多加上一個東西：類載入器。也就是說， 類載入器 + 類路徑才唯一確定一個 Java 類。
為了證明我所說的，我們來做一個簡單的實驗。
//自定義一個類載入器
ClassLoader myLoader = new ClassLoader() {
@Override
public Class<?> loadClass(String name) throws ClassNotFoundException {
try {
String fileName=name.substring(name.lastIndexOf(".")+1)+".class";
InputStream is=getClass().getResourceAsStream(fileName);
if( is == null ){
return super.loadClass(name);
}
byte[] bytes = new byte[is.available()];
is.read(bytes); //通過自定義類載入器讀取class檔案的二進位制流
return defineClass(name, bytes, 0,bytes.length);
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
throw new ClassNotFoundException(name);
}
}
};
//比較類是否相同
Object obj = myLoader.loadClass("com.chenshuyi.UniqueClass").newInstance();
System.out.println(obj.getClass());
System.out.println(UniqueClass.class);
System.out.println(obj instanceof UniqueClass);
在上面這段程式碼中，我首先定義了一個自定義類載入器 myLoader，之後讓其去載入 com.chenshuyi.UniqueClass 類，之後呼叫 newInstance() 獲得該類的例項 obj。
接著分別列印輸出 obj 物件的類路徑，以及 UniqueClass 類的類路徑，最後使用 instanceof 符號判斷 obj 物件是否是 UniqueClass 類的例項。最後的輸出結果是：
class com.chenshuyi.UniqueClass class com.chenshuyi.UniqueClass false
上面的結果顯示：obj 物件和 UniqueClass 類的類路徑完全相同，都是 com.chenshuyi.UniqueClass 。但是 obj 物件卻不是 UniqueClass 類的例項。 這就驗證了我的說法，即：類載入器 + 類路徑才唯一確定一個 Java 類。
其實在 Java 語言中，還有一個與之非常類似的情況： 如何唯一確定類中的一個方法？ 按照我們一直以來的直覺，我們會回答：方法名、形參型別、形參個數。例如下面的兩個方法雖然方法名相同，但是引數型別和個數不同，所以他們是不同的方法。
public void Hello(String name) public void Hello(String name, int age)
但下面兩個方法雖然返回型別不同，但他們的方法名和引數型別是一致的，所以他們無法通過編譯。
public void Hello(String name) public String Hello(String name)
但是其實對於 JVM 來說，在同一個類中是可以存在方法名相同並且引數型別相同的方法名的。也就是說， 在JVM 中判斷一個方法的要素是：類名、方法名以及方法描述符。 與 Java 原始碼中的不同在於方法描述符這個概念。方法描述符由方法的引數型別和返回型別所構成。例如下面的這個方法，方法描述符就是 name 這個引數，以及 String 這個返回型別。
public String Hello(String name)
為了證明我上面的觀點，我們再做一個簡單的實驗。
下面的程式碼聲明瞭一個方法 a 和 方法 b，方法名不同，返回型別不同。
public class UniqueMethod {
public void a(){}
public String b(){
return "b";
}
public static void main(String[] args) {
System.out.println("Hello");
}
}
為了證明在 JVM 對於方法唯一性判斷，我將通過修改位元組碼的方式，讓 UniqueMethod 位元組碼變成下面這樣。即有兩個相同的 a 方法，它們的方法名、形參型別、形參個數都相同，但是返回引數型別不同。
public class UniqueMethod {
public void a(){}
public String a(){
return "b";
}
public static void main(String[] args) {
System.out.println("Hello");
}
}
那麼實驗開始了！
首先我們用 javac 命令編譯出位元組碼 class 檔案，接著使用 asmtools 工具將 class 檔案再轉為 jasm 檔案。我們開啟 jasm 檔案看看：
可以看到裡面有三個方法，分別是 a 方法、b 方法和 main 方法。此時我們將 b 方法名稱直接修改成 a 方法，接著使用 asmtools 工具將 jasm 檔案轉為 class 檔案。通過這種方式，我們就可以在一個類中擁有兩個名為 a 的方法了。這兩個 a 方法，它們的方法名、形參型別、形參個數都相同，但是返回引數型別不同。
生成修改後的 class 檔案之後，我們執行 java UniqueMethod 命令，順利打印出字元：Hello。這說明 class 檔案並沒有任何錯誤，JVM 對於方法名、形參型別、形參個數都相同，但是返回引數型別不同的方法，是完全接受的。
讓我們再用 javap 命令來看看 class 檔案的位元組碼結構，我們會發現確實是存在了兩個名稱為 a 的方法的。
最後讓我們來總結一下： 在 JVM 中，類路徑和類載入器唯一確定一個 Java 類，方法名、形參型別、形參個數、返回引數型別唯一確定一個 Java 類中的方法。
其實不僅僅是類與方法的唯一性，在很多方面 JVM 和 Java 語言規範真是有很大的差別。很多在 Java 中成立的東西，到了 JVM 其實就不一定成立了。例如：Java 的泛型、Java 的 lambla 表示式等等，其實只在 Java 語言層面存在，而在 JVM 中其實是不存在的。
好了，今天的分享到此為止了。喜歡這篇文章的話，那就分享給朋友一起看吧！