Java：反射机制学习笔记
一、反射机制
1、概述
反射机制：将类的各个组成部分封装成其他对象，在运行状态中，可以动态获取类信息和调用类对象的方法。
2、优缺点
- 优点
- 可以在程序运行过程中，操作类的组成部分。
- 可以解耦，提高程序的可扩展性。
- 缺点
- 产生一系列的解释操作，性能较差。
3、类加载的过程
java语言有着”一处编译，处处运行“的优良特点，能够很好地适应不同的平台，过程大致如下：
- 我们通过
javac命令将.java文件编译，会在磁盘上生成不面向平台的字节码文件.class。 - 类加载器通过一系列的操作，如加载、连接和初始化之后，将
.class文件加载进内存中。 - 将.class字节码文件代表的静态存储结构转化为方法区的运行时数据结构。
- 类加载时还会再内存中创建一个
java.lang.Class的对象，该对象包含类的信息，作为程序从方法区访问各种数据的接口。
二、获取Class对象的三种方式
这个Class对象包含类的所有信息，也就是说，我们获得了这个Class类的对象，就可以访问到JVM中的这个类。那么，如何获取呢？主要有以下三种方式。
1、Class.forName("全类名")
通过Class的静态方法forName("全类名")，返回和全类名对应类的Class对象。
//Class.forName("全类名");
Class cls1 = Class.forName("com.my.base.Person");
System.out.println(cls1);
- 多用于配置文件，将类名定义在配置文件中，便可以动态读取文件，加载类。
- 全类名指：完整包名.类名，如果找不到，会抛出ClassNotFoundException的异常。
2、类名.class
通过类名的class属性获取，返回该类对应的Class对象。
//类名.class;
Class cls2 = Person.class;
System.out.println(cls2);
- 该方式在程序编译阶段就可以检查需要访问的Class对象是否存在，相对来说更加安全。
- 该方式无需调用方法，程序性能方面相对较好。
3、对象.getClass()
getClass()方法在Object中定义，返回该对象所属类对应得Class对象。
//对象.getClass();
Person p = new Person();
Class cls3 = p.getClass();
System.out.println(cls3);
同一个字节码文件.class在一次程序运行过程中，只会被加载一次，不论通过哪种方式获取的Class对象都是同一个。
// == 比较三个对象,都是true
System.out.println(cls1 == cls2);
System.out.println(cls1 == cls3);
System.out.println(cls3 == cls2);
三、反射相关的方法
Class对象包含着类的所有信息，而这些信息被封装在java.lang.reflect包下，成了一个个的类，不完全统计如下：
| Method | Field | Annotation | Constructor | Package | Modifier | Parameter |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 方法类 | 字段类 | 注解类 | 构造器类 | 包类 | 修饰符类 | 方法参数类 |
Class类中提供了相应的方法，获取这些信息，由于方法众多，具体的还需要参看JDK官方文档。
我在这里总结几点通用的：
-
调用对应的
getXxx通常是获得对应public修饰的单个信息，getDeclaredXxx则不考虑修饰符，找不到，则往超类找。 -
调用对应的
getXxxs通常获得对应的public修饰信息的数组，getDeclaredXxxs则不考虑修饰符，找不到，则往超类找。 -
上面两者遇到参数的情况不同，如果本身用于获取public修饰信息的方法强行去获取达不到的权限，则会抛出异常：
- 对于Field而言，括号内是:
"参数名"。 - 对于Method而言，括号内是:
"方法名",参数类型对应的类。 - 对于Constructor而言，括号内是：
"参数对应的类"。
- 对于Field而言，括号内是:
-
Field类中有获取值的方法：
Object get(Object obj)，也有设置值的方法：void set(Object obj, Object value)。 -
Method类可以调用方法：
Object invoke(Object obj, Object... args)。 -
Constructor类可以创建实例：
T newInstance(Object... initargs)，如果类中有无参构造器，可以直接利用Class类中的newInstance()方法创建实例。 -
在反射中，没有什么是私有的，如果有，那就使用
xxx.setAccessible(true)暴力破解。 -
判断修饰符时，
getModifiers()返回的时int值，是各个修饰符表示数的和，可以用位运算判断，(xx.getModifiers()&Modifier.STATIC)!=0表示存在static修饰符。
ps：肯定有遗漏的API，到时候用的时候，翻翻API就完事了。
四、Demo×2
1、尝试自己写一个clone()方法
package com.my.reflect.practice;
import java.lang.reflect.Constructor;
import java.lang.reflect.Field;
import java.lang.reflect.Modifier;
/**
* @auther Summerday
*/
@SuppressWarnings("unchecked")
public class ImplementClone {
public Object clone(Object o) throws Exception{
//获取对象的实际类型
Class<Object> clz = (Class<Object>) o.getClass();
//获取所有构造方法
Constructor<Object>[] cs = (Constructor<Object>[]) clz.getDeclaredConstructors();
//任取一个构造方法
Constructor<Object> c = cs[0];
//防止取出构造方法为私有
c.setAccessible(true);
//该构造方法参数有or无？
//获取参数类型
Class[] ps = c.getParameterTypes();
//存储参数的数组
Object[] os = new Object[ps.length];
for(int i = 0;i<ps.length;i++){
//判断是否为基本类型
if(ps[i].isPrimitive()){
if(ps[i] == boolean.class)
os[i] = false;
else if(ps[i] == char.class)
os[i] = '\u0000';
else
os[i] = 0;
}else{
os[i] = null;
}
}
//执行构造方法创建对象
Object obj = c.newInstance(os);
//获取属性数组
Field[] fs = clz.getDeclaredFields();
for (Field f : fs){
//如果final修饰则返回，无法修改
if((f.getModifiers()&Modifier.FINAL)!=0){
continue;
}
//暴力破解
f.setAccessible(true);
//取出原属性值
Object value = f.get(o);
//将取出的属性值赋值给新对象的属性
f.set(obj, value);
}
return obj;
}
}
2、利用配置文件动态加载
package com.my.reflect.practice;
/**
* @auther Summerday
*/
import java.io.InputStream;
import java.lang.reflect.Method;
import java.util.Properties;
/**
*
* 参考黑马程序员教学视频
*
* 实现：1、配置文件 2、反射
*
* 一、将需要创建的对象的全类名和需要执行的方法定义在配置文件中
*
* 二、在程序中加载读取配置文件
*
* 三、使用反射来加载类文件进内存
*
* 四、创建对象
*
* 五、执行方法
*
*/
public class ReflectTest {
public static void main(String[] args) throws Exception {
//1、加载配置文件
//1.1 创建Properties对象
Properties pro = new Properties();
//1.2 加载配置文件，转换为一个集合
//1.2.1获取class目录下的配置文件
//创建类加载器
ClassLoader classLoader = ReflectTest.class.getClassLoader();
InputStream resourceAsStream = classLoader.getResourceAsStream("pro.properties");
pro.load(resourceAsStream);
//2、获取配置文件中定义的数据
String className = pro.getProperty("className");
String methodName = pro.getProperty("methodName");
//3、加载该类进内存
Class cls = Class.forName(className);
//4、创建对象
Object obj = cls.newInstance();
//5、获取方法
Method method = cls.getMethod(methodName);
//6、执行方法
method.invoke(obj);
}
}
以后会有越来越多真实的场景需要用到反射这项灵魂技术，总之，好好看，好好学。
