Java反射机制
# Java 反射机制
# 关于反射的理解
Reflection(反射)是被视为 动态语言的关键,反射机制允许程序在执行期借助 Reflection API 取得任何类的内部信息,并能直接操作任意对象的内部属性及方法。
框架 = 反射 + 注解 + 设计模式 。
# 反射机制提供的功能
- 1.在运行时判断任意一个对象所属的类。
- 2.在运行时构造任意一个类的对象。
- 3.在运行时判断任意一个类所具有的成员变量和方法。
- 4.在运行时获取泛型信息。
- 5.在运行时调用任意一个对象的成员变量和方法。
- 6.在运行时处理注解。
- 7.生成动态代理。
# Class 类的理解
- 1.类的加载过程:
程序经过 javac.exe 命令以后,会生成一个或多个字节码文件(.class 结尾)。接着我们使用 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,我们就称为运行时类,此运行时类,就作为 Class 的一个实例。 - 2.换句话说,Class 的实例就对应着一个运行时类。
- 3.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,我们可以通过不同的方式来获取此运行时类。
# 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@interface
- primitive type:基本数据类型
- void
# 获取 Class 实例的几种方式
@Test
public void test3() throws ClassNotFoundException {
//方式一:调用运行时类的属性:.class
Class clazz1 = Person.class;
System.out.println(clazz1);
//方式二:通过运行时类的对象
Person p = new Person();
Class clazz2 = p.getClass();
System.out.println(clazz2);
//方式三:调用Class的静态方法:forName(String classPath),使用的最多
Class clazz3 = Class.forName("Demo.Person");
System.out.println(clazz3);
//判断clazz1、clazz2、clazz3是不是指向的是同一个对象,是不是同一个地址值。
//获取的是内存中的同一个运行时类
System.out.println(clazz1 == clazz2);
System.out.println(clazz1 == clazz3);
//方式四:使用类的加载器:Classloader
ClassLoader classLoader = ReflectionTest.class.getClassLoader();
Class clazz4 = classLoader.loadClass("Demo.Person");
System.out.println(clazz4);
System.out.println(clazz1 == clazz4);
}
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# 类的加载器的使用
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。
类缓存作用: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 JVM 垃圾回收机制可以回收这些 Class 对象。
# 使用 Classloader 加载 src 目录下的配置文件
@Test
public void test2() throws IOException {
Properties pros = new Properties();
//此时的文件默认在当前的module下
//读取配置文件的方式一:
// FileInputStream fis = new FileInputStream("jdbc.properties");
// pros.load(fis);
//读取配置文件的方式二:
//此时的配置文件默认识别为idea当前module下的src下
ClassLoader classLoader = ClassLoadTest.class.getClassLoader();
InputStream is = classLoader.getResourceAsStream("jdbc11.properties");
pros.load(is);
String user = pros.getProperty("user");
String password = pros.getProperty("password");
System.out.println("user = " + user +", password = " + password);
}
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# 创建运行时类的对象
创建类的对象:调用 Class 对象的newInstance()。
要想此方法正常的创建运行时类的对象,要求:
1.运行时类必须提供空参的构造器。
2.空参的构造器的访问权限需要满足条件,通常情况下设置为 public。
在 Javabean 中要求提供一个 public 的空参构造器,原因:
1.便于通过反射,创建运行时类的对象。
2.便于子类继承此运行时类时,默认使用 super()时,保证父类有此构造器。
# 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中所有的属性、方法、构造器、父类、接口、父类的泛型、包、注解、异常等。
# 获取属性
@Test
public void test1(){
Class clazz = 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 = clazz.getFields();
for (Field f : fields){
System.out.println(f);
}
//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 = clazz.getDeclaredFields();
for (Field f : declaredFields){
System.out.println(f);
}
}
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# 获取方法
@Test
public void test1(){
Class clazz = Person.class;
//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 = clazz.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 = clazz.getDeclaredMethods();
for (Method m : declaredMethods){
System.out.println(m);
}
}
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# 其他相关的
/*
获取构造器结构
*/
@Test
public void test1(){
Class clazz = Person.class;
//getConstructors():获取当前运行时类的声明为public的构造器
Constructor[] constructors = clazz.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 = clazz.getDeclaredConstructors();
for (Constructor c : declaredConstructors){
System.out.println(c);
}
}
/*
获取当前运行时类的父类
*/
@Test
public void test2(){
Class clazz = Person.class;
Class superclass = clazz.getSuperclass();
System.out.println(superclass);
}
/*
获取当前运行时类的带泛型的父类
*/
@Test
public void test3(){
Class clazz = Person.class;
Type genericSuperclass = clazz.getGenericSuperclass();
System.out.println(genericSuperclass);
}
/*
获取当前运行时类的带泛型的父类的泛型(可能用到)
*/
@Test
public void test4(){
Class clazz = Person.class;
Type genericSuperclass = clazz.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(动态代理中可能用到)
*/
@Test
public void test5(){
Class clazz = Person.class;
Class[] interfaces = clazz.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 = clazz.getSuperclass().getInterfaces();
for (Class c : interfaces1){
System.out.println(c);
}
}
/*
获取当前运行时类所在的包
*/
@Test
public void test6(){
Class clazz = Person.class;
Package pack = clazz.getPackage();
System.out.println(pack);
}
/*
获取运行时类声明的注解
*/
@Test
public void test7(){
Class clazz = Person.class;
Annotation[] annotations = clazz.getAnnotations();
for (Annotation a : annotations){
System.out.println(a);
}
}
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# 调用运行时类的指定结构
# 调用指定的属性
@Test
public void test2() throws Exception {
Class clazz = Person.class;
//创建运行时类的对象
Person p = (Person) clazz.newInstance();
//1.getDeclaredField():获取运行时类中指定变量名的属性
Field name = clazz.getDeclaredField("name");
//2.保证当前属性是可访问的
name.setAccessible(true);
//3.根据实际需求获取、设置指定对象的此属性值
name.set(p,"haha");
System.out.println(name.get(p));
}
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# 调用指定的方法
@Test
public void test3() throws Exception {
Class clazz = Person.class;
//创建运行时类的对象
Person p = (Person) clazz.newInstance();
/*
1.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 = clazz.getDeclaredMethod("show", String.class);
//2.保证当前方法是可访问的
show.setAccessible(true);
/*
3.调用方法的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 rerurnValue = show.invoke(p,"china");
System.out.println(rerurnValue);
System.out.println("******************如何调用静态方法***********************");
Method showDesc = clazz.getDeclaredMethod("showDesc");
showDesc.setAccessible(true);
//如果调用的运行时类中的方法没有返回值,则此invoke()返回值为null
Object returnVal = showDesc.invoke(Person.class);
System.out.println(returnVal);
}
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# 调用指定的构造器
@Test
public void test4() throws Exception {
Class clazz = Person.class;
/*
1.获取指定的构造器
getDeclaredConstructor():参数:指明构造器的参数列表
*/
Constructor constructor = clazz.getDeclaredConstructor(String.class);
//2.保证此构造器是可访问的
constructor.setAccessible(true);
//3.调用此构造器创建运行时类的对象
Person instance = (Person) constructor.newInstance("heihei");
System.out.println(instance);
}
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# 动态代理
# 1.代理模式的原理
使用一个代理(代理对象)将对象(被代理对象)包装起来, 然后用该代理对象取代原始对象(被代理对象)。任何对原始对象的调用都要通过代理。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
interface ClothFactory{
void produceCloth();
}
//代理类
class ProxyClothFactory implements ClothFactory{
private ClothFactory factory;//用被代理类对象进行实例化
public ProxyClothFactory(ClothFactory factory) {
this.factory = factory;
}
@Override
public void produceCloth() {
System.out.println("代理工厂做一些准备工作");
factory.produceCloth();
System.out.println("代理工厂做一些后续的工作");
}
}
//被代理类
class NikeClothFactory implements ClothFactory{
@Override
public void produceCloth() {
System.out.println("Nike工厂生产一批商品");
}
}
//进行测试
public class StaticProxyTest {
public static void main(String[] args) {
//创建被代理类对象
NikeClothFactory nike = new NikeClothFactory();
//创建代理类对象
ProxyClothFactory proxyClothFactory = new ProxyClothFactory(nike);
proxyClothFactory.produceCloth();
}
}
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# 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。
动态代理使用场合:
调试
远程方法调用
动态代理相比于静态代理的优点:
抽象角色中(接口)声明的所有方法都被转移到调用处理器一个集中的方法中 处理,这样,我们可以更加灵活和统一的处理众多的方法。
代码举例如下:
interface Human{
String getBelief();
void eat(String food);
}
//被代理类
class SuperMan implements Human{
@Override
public String getBelief() {
return "I believe I can fly";
}
@Override
public void eat(String food) {
System.out.println("我喜欢吃 " + food);
}
}
class HumanUtil{
public void method1(){
System.out.println("*******方法一*******");
}
public void method2(){
System.out.println("******方法二********");
}
}
class ProxyFactory{
//调用此方法,返回一个被代理类的对象。
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;//需要使用被代理类对象进行赋值
public void bind(Object obj){
this.obj = obj;
}
//当我们通过代理类的对象,调用方法a时,就会自动的调用如下的方法:invoke()
//将被代理类要执行的方法a的功能就声明在invoke()中
@Override
public Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args) throws Throwable {
HumanUtil util = new HumanUtil();
util.method1();
//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
//obj:被代理类的对象
Object returnValue = method.invoke(obj, args);
util.method2();
//上述方法(代理类对象或被代理类对象调用的方法)的返回值就作为当前类中的invoke()的返回值
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);
//当通过代理类对象调用方法时,会自动的调用被代理类中同名的方法
String belief = proxyInstance.getBelief();
System.out.println(belief);
proxyInstance.eat("汉堡包");
System.out.println("********************");
NikeClothFactory nikeClothFactory = new NikeClothFactory();
ClothFactory proxyClothFatory = (ClothFactory) ProxyFactory.getProxyInstance(nikeClothFactory);
proxyClothFatory.produceCloth();
}
}
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Java 的反射机制主要体现在其动态性上