Java反射
反射的概述
1. 关于反射的理解
Reflection（反射）被视为动态语言的关键，反射机制允许程序在执行器借助于Reflection API取地任何类的内部信息，并能直接操作任意对象的内部属性及方法
2. 体会反射机制的“动态性”
//体会反射的动态性
@Test
public void test2(){
String classPath = "";
for(int i = 0;i < 100;i ++){
int num = new Random().nextInt(3);//0、1、2
switch(num){
case 0:
classPath = "java.util.Date";
break;
case 1:
classPath = "java.lang.Object";
break;
case 2:
classPath = "com.th1024.demo.Person";
break;
}
try {
Object instance = getInstance(classPath);
System.out.println(instance);
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
/*
创建一个指定类的对象
classPath：指定类的全类名
*/
public Object getInstance(String classPath) throws Exception{
Class<?> aClass = Class.forName(classPath);
return aClass.newInstance();
}
3. 反射机制能提供的功能
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
4. 相关API
java.lang.Class：反射的源头
java.lang.reflect.Method
java.lang.reflect.Field
java.lang.reflect.Constructor
...
Class类的理解与获取Class的实例
1. Class类的理解
1. 类的加载过程：
程序经过javac.exe命令之后，会生成一个或多个字节码文件（.class结尾），接着使用java.exe命令对某个字节码文件进行解释运行，相当于将某个字节码文件加载到内存中，此过程就称为类的加载，加载到内存中的类就称为运行时类，此运行时类就作为Class的一个实例，换句话说，Class的实例就对应着一个运行时类
2. 加载到内存中的运行时类，会缓存一定的时间，在此时间之内，可以通过不同的方式获取该运行时类
2. 获取CLass类的几种方式
//获取Class的实例的方式（前三种方式需要掌握）
@Test
public void test3() throws ClassNotFoundException {
//方式一：调用运行时类的属性--.class
Class<Person> personClass = Person.class;
System.out.println(personClass);
//方式二：通过运行时类的对象，调用getClass()
Person p1 = new Person();
Class<? extends Person> aClass = p1.getClass();
System.out.println(aClass);
//方式三：调用Class的静态方法--forName(String classPath)
Class<?> aClass1 = Class.forName("com.th1024.demo.Person");
System.out.println(aClass1);
System.out.println(personClass == aClass);
System.out.println(personClass == aClass1);
//方式四：使用类的加载器--ClassLoader（了解）
ClassLoader classLoader = ReflectionTest.class.getClassLoader();
Class<?> aClass2 = classLoader.loadClass("com.th1024.demo.Person");
System.out.println(aClass2);
System.out.println(personClass == aClass2);
}
3. 总结：创建类的对象的方式？
方式一：new + 构造器
方式二：创建Xxx类的对象，可以考虑Xxx、Xxxs、XxxFactory、XxxBuilder类中的对应创建该类对象的静态方法
方式三：通过反射
4. Class实例可以是哪些结构的说明
-
class：外部类、成员（成员内部类，静态内部类）、局部内部类、匿名内部类
-
interface：接口
-
[ ]：数组
-
enum：枚举
-
annotation：注解
-
primitive type：基本数据类型
-
void
了解ClassLoader
1. 类的加载过程---了解
- 类的加载（Load）：将类的class文件读入内存，并为之创建一个java.lang.Class对象。此过程由类加载器完成
- 类的链接（Link）：将类的二进制数据合并到JRE中
- 类的初始化（initialize）：JVM负责对类进行初始化
2. 类的加载器的作用
- 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，然后再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
- 类缓存：标准的JavaSE类加载器可以按要求查找类，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，JVM垃圾回收机制可以回收这些Class对象
3. 类的加载器的分类
- 引导类加载器：用C++编写，是JVM自带的类加载器，负责Java平台核心库，用来装载核心类库。该加载器无法直接获取
- 扩展类加载器：负责jre/lib/ext目录下的jar包或 -D java.ext.dirs指定目录下的jar包装入工作库
- 系统类加载器：负责java -D java.class.path所指的目录下的类与jar包装入工作，是最常用的加载器
4. Java类编译、运行的执行的流程
源程序（*.java文件） ---> Java编译器 ---> 字节码（*.class文件） ---> 类加载器 ---> 字节码校验器 ---> 解释器 ---> 操作系统平台
5. 使用ClassLoader加载src目录下的配置文件
/*
Properties：用来读取配置文件
*/
@Test
public void test2() throws IOException {
Properties pros = new Properties();
//读取配置文件的方式一：
//此时的文件默认在当前的Module下
// FileInputStream fis = new FileInputStream("jdbc.properties");
// pros.load(fis);
//读取配置文件的方式二：
//此时的文件默认在当前Module的src下
ClassLoader classLoader = ClassLoaderTest.class.getClassLoader();
InputStream is = classLoader.getResourceAsStream("jdbc1.properties");
pros.load(is);
String user = pros.getProperty("user");
String password = pros.getProperty("password");
System.out.println(user);
System.out.println(password);
}
反射应用一：创建运行时类的对象
1. 代码举例
@Test
public void test1() throws IllegalAccessException, InstantiationException {
Class<Person> personClass = Person.class;
Person p = personClass.newInstance();
System.out.println(p);
}
2. 说明
newInstance()：调用此方法，创建对应的运行时类的对象，默认调用空参构造器
要求：
-
运行时类必须提供空参的构造器
-
空参的构造器访问权限不能过小，通常设置为public
在javabean中要求提供一个public的空参构造器，原因：
- 便于通过反射，创建运行时类的对象
- 便于子类继承此运行时类时，默认调用super()时，保证父类此构造器存在
反射应用二：获取运行时类的完整结构
通过反射，可以获取对应的运行时类的所有属性、方法、构造器、父类、接口、父类的泛型、包、注解、异常等
1. 典型代码
@Test
public void test1(){
Class<Person> personClass = Person.class;
//获取属性结构
//getFields()：获取当前运行时类及其父类中声明为public访问权限的属性
Field[] fields = personClass.getFields();
for(Field f : fields){
System.out.println(f);
}
System.out.println();
//getDeclaredFields()：获取当前运行时类中声明的所有属性（不包含父类中声明的属性）
Field[] declaredFields = personClass.getDeclaredFields();
for(Field f : declaredFields){
System.out.println(f);
}
}
@Test
public void test1(){
Class<Person> personClass = Person.class;
//获取方法结构
//getMethods()：获取当前运行时类及其所有父类中声明为public权限的方法
Method[] methods = personClass.getMethods();
for(Method m : methods){
System.out.println(m);
}
System.out.println();
//getDeclaredMethods()：获取当前运行时类中声明的所有方法（不包含父类中声明的方法）
Method[] declaredMethods = personClass.getDeclaredMethods();
for(Method m : declaredMethods){
System.out.println(m);
}
}
/*
获取构造器结构
*/
public void test1(){
Class<Person> personClass = Person.class;
//getConstructors()：获取当前运行时类中声明为public的构造器
Constructor<?>[] constructors = personClass.getConstructors();
for(Constructor c : constructors){
System.out.println(c);
}
System.out.println();
//getDeclaredConstructors()：获取当前运行时类中声明的所有的构造器
Constructor<?>[] declaredConstructors = personClass.getDeclaredConstructors();
for(Constructor c : declaredConstructors){
System.out.println(c);
}
}
/*
获取运行时类的父类
*/
@Test
public void test2(){
Class<Person> personClass = Person.class;
Class<? super Person> superclass = personClass.getSuperclass();
System.out.println(superclass);
}
/*
获取运行时类的带泛型的父类
*/
@Test
public void test3(){
Class<Person> personClass = Person.class;
Type genericSuperclass = personClass.getGenericSuperclass();
System.out.println(genericSuperclass);
}
/*
获取运行时类的带泛型的父类的泛型
代码：逻辑性代码 vs 功能性代码
*/
@Test
public void test4(){
Class<Person> personClass = Person.class;
Type genericSuperclass = personClass.getGenericSuperclass();
ParameterizedType paramType = (ParameterizedType) genericSuperclass;
//获取泛型类型
Type[] actualTypeArguments = paramType.getActualTypeArguments();
// System.out.println(actualTypeArguments[0].getTypeName());
System.out.println(((Class)actualTypeArguments[0]).getName());
}
/*
获取运行时类实现的接口
*/
@Test
public void test5(){
Class<Person> personClass = Person.class;
Class<?>[] interfaces = personClass.getInterfaces();
for(Class c : interfaces){
System.out.println(c);
}
System.out.println();
//获取运行时类的父类实现的接口
Class<?>[] interfaces1 = personClass.getSuperclass().getInterfaces();
for(Class c : interfaces1){
System.out.println(c);
}
}
/*
获取运行时类所在的包
*/
@Test
public void test6(){
Class<Person> personClass = Person.class;
Package aPackage = personClass.getPackage();
System.out.println(aPackage);
}
/*
获取运行时类声明的注解
*/
@Test
public void test7() {
Class<Person> personClass = Person.class;
Annotation[] annotations = personClass.getAnnotations();
for(Annotation a : annotations){
System.out.println(a);
}
}
}
反射应用三：调用运行时类的指定结构
1. 调用指定的属性
/*
如何操作运行时类中的指定的属性 -- 需要掌握
*/
@Test
public void test2() throws Exception {
Class<Person> personClass = Person.class;
//创建运行时类的对象
Person p = personClass.newInstance();
//getDeclaredField(String name)：获取运行时类中指定变量名的属性
Field name = personClass.getDeclaredField("name");
//保证当前属性是可访问的
name.setAccessible(true);
//获取或设置属性的值
name.set(p,"Tom");
System.out.println(name.get(p));
}
2. 调用指定的方法
/*
如何操作运行时类中的指定的方法 -- 需要掌握
*/
@Test
public void test3() throws Exception {
Class<Person> personClass = Person.class;
//创建运行时类的对象
Person p = personClass.newInstance();
/*
获取指定的某个方法
getDeclaredMethod()：参数1--指明获取的方法的名称；参数2：指明获取的方法的形参列表
*/
Method show = personClass.getDeclaredMethod("show", String.class);
//保证当前方法是可访问的
show.setAccessible(true);
/*
invoke()：参数1--方法的调用者；参数2--给方法形参赋值的实参
invoke()的返回值即为对应类中调用的方法的返回值
*/
Object returnValue = show.invoke(p,"CHN");
System.out.println(returnValue);
System.out.println("*************************");
//调用静态方法：private static void showDesc()
Method showDesc = personClass.getDeclaredMethod("showDesc");
showDesc.setAccessible(true);
//调用的运行时类中的方法若没有返回值，则invoke()返回null
Object returnValue1 = showDesc.invoke(Person.class);
// Object returnValue1 = showDesc.invoke(null);
System.out.println(returnValue1);//null
}
3. 调用指定的构造器
/*
如何调用运行时类的指定构造器
*/
@Test
public void test4() throws Exception{
Class<Person> personClass = Person.class;
//private Person(String name)
/*
获取指定的构造器
getDeclaredConstructor()：参数--指明构造器的参数列表
*/
Constructor<Person> constructor = personClass.getDeclaredConstructor(String.class);
//保证此构造器是可访问的
constructor.setAccessible(true);
//调用此构造器创建运行时类的对象
Person person = constructor.newInstance("Tom");
System.out.println(person);
}
反射应用四：动态代理
1. 代理模式的原理
使用一个代理将对象包装起来，然后用该代理对象取代原始对象；任何对原始对象的调用都通过代理；代理对象决定是否以及何时将方法调用转到原始对象上
2. 静态代理
-
举例
实现Runnable接口的方法创建多线程
-
静态代理的缺点
① 代理类和目标对象的类都是在编译期间确定下来。不利于程序的扩展
② 每个代理类只能为一个接口服务，程序开发中会产生过多的代理
3. 动态代理的特点
动态代理是指客户通过代理类来调用其它对象的方法，并且是在程序运行时根据需要动态创建目标类的代理对象
4. 动态代理的实现
-
需要解决的两个主要问题
问题一：如何根据加载到内存中的被代理类，动态地创建一个代理类及其对象？（通过Proxy.newProxyInstance()实现）
问题二：当通过代理类的对象调用方法a时，如何动态地去调用被代理类中的同名方法a？（通过InvocationHandler接口的实现类及其方法invoke()） -
代码实现
package com.th1024.demo; import java.lang.reflect.InvocationHandler; import java.lang.reflect.Method; import java.lang.reflect.Proxy; /** * 动态代理举例 * * @author TuHong * @create 2021-02-10 14:57 */ interface Human{ String getBelief (); void eat(String food); } //被代理类 class SuperMan implements Human{ @Override public String getBelief() { return "Peace And Love"; } @Override public void eat(String food) { System.out.println("我喜欢吃" + food); } } class ProxyFactory{ //调用此方法，返回一个代理类的对象--问题一 public static Object getProxyInstance(Object obj){//obj：被代理类的对象 MyInvocationHandler handler = new MyInvocationHandler(); handler.bind(obj); return Proxy.newProxyInstance(obj.getClass().getClassLoader(),obj.getClass().getInterfaces(),handler); } } class MyInvocationHandler implements InvocationHandler { private Object obj;//需要使用被代理类的对象进行赋值 public void bind(Object obj){ this.obj = obj; } //代理类对象调用方法a时，会自动调用如下的invoke()--问题二 //将被代理类要执行的方法a的功能声明在invoke()中 @Override public Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args) throws Throwable { //method：即为代理类对象调用的方法，此方法也就作为了被代理类对象要调用的方法 Object returnValue = method.invoke(obj,args); return returnValue; } } public class ProxyTest { public static void main(String[] args) { SuperMan superMan = new SuperMan(); //proxyInstance：代理类的对象 Human proxyInstance = (Human) ProxyFactory.getProxyInstance(superMan); String belief = proxyInstance.getBelief(); System.out.println(belief); proxyInstance.eat("辣椒炒肉"); } }
体会反射的动态性
浙公网安备 33010602011771号