反射
动态&静态语言
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动态语言：
是一类在运行时可以改变其结构的语言：例如新的函数、对象、甚至代码可以被引进，已有的函数可以被删除或是其他结构上的变化。通俗点说就是在运行时代码可以根据某些条件改变自身结构。
主要动态语言：Object-C、C#、 JavaScript、PHP、 Python等。 -
静态语言：
与动态语言相对应的，运行时结构不可变的语言就是静态语言。如Java、C、C++。
Java不是动态语言，但Java可以称之为“准动态语言”。即Java有一定的动态性我们可以利用反射机制获得类似动态语言的特性。Java的动态性让编程的时候更加灵活。
反射机制
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Reflection（反射）是Java被视为动态语言的关键，反射机制允许程序在执行期借助于 Reflection AP取得仼何类的内部信息，并能直接操作任意对象的内部属性及方法。
Class c= Class.forName(“java. lang String”); -
加载完类之后，在堆內存的方法区中就产生了一个 Class类型的对象（一个类只有一个Cass对象），这个对象就包含了完整的类的结构信息。我们可以通过这个对象看到类的结构。这个对象就像一面镜子，透过这个镜子看到类的结构，所以，我们形象的称之为：反射。
反射机制作用：
- Java反射机制提供的功能
- 在运行时判断任意一个对象所属的类；
- 在运行时构造任意一个类的对象；
- 在运行时判断任意一个类所具有的成员变量和方法；
- 在运行时获取泛型信息；
- 在运行时调用任意一个对象的成员变量和方法；
- 在运行时处理注解；
- 生成动态代理；
……
优缺点：
优点：可以实现动态创建对象和编译，体现出很大的灵活性。
缺点：对性能有影响。使用反射基本上是一种解释操作，我们可以告诉JVM，我们希望做什么并且它满足我们的要求。这类操作总是慢于直接执行相同的操作
1.实现
package test3;
public class RejectDemo {
public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException {
//通过反射获取class对象
Class name=Class.forName("test3.User");
System.out.println(name);
Class c1=Class.forName("test3.User");
Class c2=Class.forName("test3.User");
Class c3=Class.forName("test3.User");
Class c4=Class.forName("test3.User");
/*
一个类在内存中只有一个Class对象
一个类被加载后,类的整个结构都会被封装在Class对象中
public native int hashCode();返回该对象的hash码值
注：哈希值是根据哈希算法算出来的一个值，这个值跟地址值有关，但不是实际地址值。
*/
System.out.println(c1.hashCode());
System.out.println(c2.hashCode());
System.out.println(c3.hashCode());
System.out.println(c4.hashCode());
}
}
class User{
private int id;
private int age;
private String name;
public User(){
}
public User(int id, int age, String name) {
this.id = id;
this.age = age;
this.name = name;
}
public int getId() {
return id;
}
public void setId(int id) {
this.id = id;
}
public int getAge() {
return age;
}
public void setAge(int age) {
this.age = age;
}
public String getName() {
return name;
}
public void setName(String name) {
this.name = name;
}
@Override
public String toString() {
return "User{"+
"id="+id+
",age="+age+
",name='"+name+"'}";
}
}
2.理解Class类并获取Class实例
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在 Object类中定义了以下的方法，此方法将被所有子类继承
public final Class getclass() -
以上的方法返回值的类型是一个 Class类，此类是Java反射的源头，实际上所谓反射从程序的运行结果来看也很好理解，即：可以通过对象反射求出类的名称。
对象照镜子后可以得到的信息：某个类的属性、方法和构造器、某个类到底实现了哪些接口对于每个类而言，JRE都为其保留一个不变的Cass类型的对象。一个Class对象包含了特定某个结构（ class/interface/enum/annotation/ primitive type/void/[]）的有关信息。 -
Class本身也是一个类；
Class对象只能由系统建立对象；
一个加载的类在JVM中只会有一个Class实例；
一个Class对象对应的是一个加载到JM中的一个class文件；
每个类的实例都会记得自己是由哪个Class实例所生成；
通过class可以完整地得到一个类中的所有被加载的结构；
class类是 Reflection的根源，针对任何你想动态加载、运行的类，唯有先获得相应的Class对象。
3.获取class类的实例
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若已知具体的类，通过类的class属性获取，该方法最为安全可靠，程序性能最高。【Class clazz=Person.class;】
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已知某个类的实例，调用该实例的 getclass () 方法获取Class对象。【Class clazz= person. getClass();】
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已知一个类的全类名，且该类在类路径下，可通过class类的静态方法 forName（获取，可能抛出 ClassNotFound Exception。【Class clazz Class forName（”demo01 Student”);】
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内置基本数据类型可以直接用类名.Type。还可以利用 Classloader。
package test3;
public class RejectDemo {
public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException {
Person person = new Student();
System.out.println("这个人是:" + person);
// 方式一:通过对象查询
Class c1 = person.getClass();
System.out.println(c1.hashCode());
// 方式二:forName获得
Class c2 = Class.forName("test3.Student");
System.out.println(c2.hashCode());
// 方式三:通过类名.class获得
Class c3 = Student.class;
System.out.println(c3.hashCode());
// 方式四:基本类型的包装类都有一个Type
Class c4 = Integer.TYPE;
System.out.println(c4);
// 获得父类类型
Class c5 = c1.getSuperclass();
System.out.println(c5);
}
}
class Person{
String name;
public Person() {
}
public Person(String name) {
this.name = name;
}
@Override
public String toString() {
return "Person{" +
"name='" + name + '\'' +
'}';
}
}
class Student extends Person{
public Student() {
this.name = "学生";
}
}
class Teacher extends Person{
public Teacher(){
this.name = "老师";
}
}
1)哪些类型可以有Class对象:
public class TestAllTypeClass {
public static void main(String[] args) {
Class c1 = Object.class; // 类
Class c2 = Comparable.class; // 接口
Class c3 = String[].class; // 一维数组
Class c4 = int[][].class; // 二维数组
Class c5 = Override.class; // 注解
Class c6 = ElementType.class; // 枚举
Class c7 = Integer.class; // 基本数据类型
Class c8 = void.class; // void
Class c9 = Class.class; // class
System.out.println(c1);
System.out.println(c2);
System.out.println(c3);
System.out.println(c4);
System.out.println(c5);
System.out.println(c6);
System.out.println(c7);
System.out.println(c8);
System.out.println(c9);
// 只要元素类型与维度一样,就是同一个Class
int[] a = new int[10];
int[] b = new int[100];
System.out.println(a.getClass().hashCode());
System.out.println(b.getClass().hashCode());
}
}
4.类的加载与ClassLoader
- 加载：将 class文件字节码內容加载到内存中，并将这些静态数据转换成方法区的运行时数据结构，然后生成一个代表这个类的 java. lang . Class对象。
- 链接：将Java类的二进制代码合并到JVM的运行状态之中的过程。
验证：确保加载的类信息符合JVM规范，没有安全方面的问题。
准备：正式为类变量（ static）分配内存并设置类变量默认初始值的阶段，这些内存都将在方法区中进行分配。
解析：虚拟机常量池内的符号引用（常量名）替换为直接引用（地址）的过程。 - 初始化：
执行类构造器< clinit>貟方法的过程。类构造器< clinit>O方法是由编译期自动收集类中所有类变量的赋值动作和静态代码块中的语句合并产生的。（类构造器是构造类信息的，不是构造该类对象的构造器）。
当初始化一个类的时候，如果发现其父类还没有进行初始化，则需要先触发其父类的初始化。
虛拟机会保证一个类的< clinit >()方法在多线程环境中被正确加锁和同步。
public class Test05 {
public static void main(String[] args) {
A a = new A();
System.out.println(A.m);
/*
1. 加载到内存,会产生一个类对应Class对象
2. 链接,连接结束后m=0
3. 初始化
<clinit>(){
System.out.println("A类静态代码块初始化");
m = 300;
m = 100;
}
*/
}
}
class A{
static{
System.out.println("A类静态代码块初始化");
m=300;
}
static int m=100;
public A(){
System.out.println("A类无参构造初始化");
}
}
什么时候会发生类初始化：
- 类的主动引用（一定会发生类的初始化）
当虚拟机启动，先初始化main方法所在的类；
new一个类的对象；
调用类的静态成员（除了fina常量）和静态方法；
使用 java. lang. reflect包的方法对类进行反射调用；
当初始化一个类，如果其父类没有被初始化，则先会初始化它的父类。 - 类的被动引用（不会发生类的初始化）
当访问一个静态域时，只有真正声明这个域的类才会被初始化。如：当通过子类引用父类的静态变量，不会导致子类初始化；
通过数组定义类引用，不会触发此类的初始化；
引用常量不会触发此类的初始化（常量在链接阶段就存入调用类的常量池中了）。
public class TestActiveReference {
static{
System.out.println("Main类被加载！");
}
public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException {
// 1. 主动调用
Son son = new Son();
// 反射也会产生主动引用
Class.forName("github.Annotation.Demo02.Son");
// 不会产生类的引用的方法
System.out.println(Son.b);
Son[] array = new Son[5];
System.out.println(Son.a);
}
}
class Father{
static final int b=2;
static {
System.out.println("父类被加载");
}
}
class Son extends Father{
static {
System.out.println("子类被加载");
m=100;
}
static int m=300;
static final int a=1;
}
类加载器的作用
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类加载的作用：将 class文件字节码内容加载到内存中，并将这些静态数据转换成方法区的运行时数据结构，然后在堆中生成一个代表这个类的 java. lang Class对象，作为方法区中类数据的访问入口。
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类缓存：标准的 JavaSe类加载器可以按要求查找类，但一旦某个类被加载到类加载器中，它将维持加载（缓存）一段时间。不过丿M垃圾回收机制可以回收这些 Classi对象
类加载器作用是用来把类（class）装载进内存的。丿VM规范定义了如下类型的类的加载器。
ClassLoader systemClassLoader = ClassLoader.getSystemClassLoader();//获取系统类的加载器
ClassLoader parent = systemClassLoader.getParent();//获取系统类加载器的父类加载器–>扩展类加载器 jre1.8.0_91\lib\ext
ClassLoader parent1 = parent.getParent();//获取扩展类加载器父类加载器–>根加载器(c/c++) jre1.8.0_91\lib\rt.jar
public class TestClassLoader1 {
public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException {
// 获取系统类的加载器
ClassLoader systemClassLoader = ClassLoader.getSystemClassLoader();
System.out.println(systemClassLoader);
// 获取系统类加载器的父类加载器-->扩展类加载器 jre1.8.0_91\lib\ext
ClassLoader parent = systemClassLoader.getParent();
System.out.println(parent);
// 获取扩展类加载器父类加载器-->根加载器(c/c++) jre1.8.0_91\lib\rt.jar
ClassLoader parent1 = parent.getParent();
System.out.println(parent1);
// 测试当前类是哪个加载器加载的
ClassLoader classLoader = Class.forName("github.Annotation.Demo02.TestClassLoader1").getClassLoader();
System.out.println(classLoader);
// 测试JDK内置的类是谁加载的
classLoader = Class.forName("java.lang.Object").getClassLoader();
System.out.println(classLoader);
// 如何获得系统类加载器可以加载的路径
System.out.println(System.getProperty("java.class.path"));
// 双亲委派机制 检测安全性 你写的类和跟加载器一样的不会用你写的类
// java.lang.String -->往上推
/*
F:\java\JDK\jre\lib\charsets.jar;
F:\java\JDK\jre\lib\deploy.jar;
F:\java\JDK\jre\lib\ext\access-bridge-64.jar;
F:\java\JDK\jre\lib\ext\cldrdata.jar;
F:\java\JDK\jre\lib\ext\dnsns.jar;
F:\java\JDK\jre\lib\ext\jaccess.jar;
F:\java\JDK\jre\lib\ext\jfxrt.jar;
F:\java\JDK\jre\lib\ext\localedata.jar;
F:\java\JDK\jre\lib\ext\nashorn.jar;
F:\java\JDK\jre\lib\ext\sunec.jar;
F:\java\JDK\jre\lib\ext\sunjce_provider.jar;
F:\java\JDK\jre\lib\ext\sunmscapi.jar;
F:\java\JDK\jre\lib\ext\sunpkcs11.jar;
F:\java\JDK\jre\lib\ext\zipfs.jar;
F:\java\JDK\jre\lib\javaws.jar;
F:\java\JDK\jre\lib\jce.jar;
F:\java\JDK\jre\lib\jfr.jar;
F:\java\JDK\jre\lib\jfxswt.jar;
F:\java\JDK\jre\lib\jsse.jar;
F:\java\JDK\jre\lib\management-agent.jar;
F:\java\JDK\jre\lib\plugin.jar;
F:\java\JDK\jre\lib\resources.jar;
F:\java\JDK\jre\lib\rt.jar;
F:\java\IDEA2020.2\Study\out\production\Study;
F:\java\JDK\jre\lib\commons-io-2.6.jar;
F:\java\IDEA2020.2\IntelliJ IDEA 2020.2.2\lib\idea_rt.jar
*/
}
}
5.获取运行类的完整结构
public class TestClassInfo {
public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException, NoSuchFieldException, NoSuchMethodException {
Class c1 = Class.forName("github.Annotation.Demo03.User");
User user = new User();
c1 = user.getClass();
// 获得类的名字
System.out.println(c1.getName());// 获得包名 + 类名
System.out.println(c1.getSimpleName());// 获得类名
System.out.println("=======================");
// 获得类的属性
Field[] fields = c1.getFields();// 只能找到public属性
for (Field field : fields) {
System.out.println("getFields:" + field);
}
fields = c1.getDeclaredFields();// 找到全部的属性
for (Field field : fields) {
System.out.println("getDeclaredFields:" + field);
}
// 获得指定属性的值
Field name = c1.getDeclaredField("name");
System.out.println(name);
System.out.println("=======================");
// 获得类的方法
Method[] methods = c1.getMethods(); // 获得本类及父类的全部public方法
for (Method method : methods) {
System.out.println("getMethods:" + method);
}
methods = c1.getDeclaredMethods(); // 获得本类的所有方法
for (Method method : methods) {
System.out.println("getDeclaredMethods:" + method);
}
System.out.println("=======================");
// 获得指定的方法
// 重载
Method getName = c1.getMethod("getName", null);
Method setName = c1.getMethod("setName", String.class);
System.out.println(getName);
System.out.println(setName);
// 获得类的构造器
System.out.println("=======================");
Constructor[] constructors = c1.getConstructors();
for (Constructor constructor : constructors) {
System.out.println("getConstructors:" + constructor);
}
constructors = c1.getDeclaredConstructors();
for (Constructor constructor : constructors) {
System.out.println("getDeclaredConstructors:" + constructor);
}
// 获得指定的构造器
Constructor declaredConstructor = c1.getDeclaredConstructor(String.class, int.class, int.class);
System.out.println("指定构造器" + declaredConstructor);
}
}
一定要熟悉 java. lang .reflect包的作用，反射机制。
6.调用运行时类的指定结构
public class TestDynamicCreateObject {
public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException, IllegalAccessException, InstantiationException, NoSuchMethodException, InvocationTargetException, NoSuchFieldException {
// 获得Class对象
Class c1 = Class.forName("github.Annotation.Demo03.User");
// 构造一个对象
User user = (User) c1.newInstance(); // 本质上调用了类的无参构造器
System.out.println(user);
// 通过构造器创建对象
Constructor constructor = c1.getDeclaredConstructor(String.class, int.class, int.class);
User user1 = (User) constructor.newInstance("光荣时代",001,17);
System.out.println(user1);
// 通过反射调用普通方法
User user2 = (User) c1.newInstance();
// 通过反射获取一个方法
Method setName = c1.getDeclaredMethod("setName", String.class);
// invoke:激活
// (对象,"方法值")
setName.invoke(user2, "some");
System.out.println(user2.getName());
// 通过反射操作属性
User user3 = (User) c1.newInstance();
Field name = c1.getDeclaredField("name");
// 不能直接操作私有属性,我们需要关闭程序的安全检测,属性或方法的setAccessible(true)
// 设置安全检测
name.setAccessible(true);
name.set(user3, "some2");
System.out.println(user3.getName());
}
}
浙公网安备 33010602011771号