Java的反射机制

Java的反射机制

前言

• 在运行状态中，对于任意一个类，都能够知道这个类的所有属性和方法；
• 对于任意一个对象，都能够调用它的任意一个方法和属性；
• 这种动态获取的信息以及动态调用对象的方法的功能称为Java语言的反射机制。

• 反射的核心是JVM在运行时才动态加载类或调用方法/访问属性，它不需要事先知道运行对象是谁。

• Java中万事万物为对象

• 类是对象，是Java.lang.class类的实例对象
• 现在有一个类，就叫Class

一、class类的使用

Foo的实例对象如何表示?

        //Foo的实例对象如何表示
        Foo foo1 = new Foo();//foo1就表示出来了.
        //Foo这个类 也是一个实例对象，Class类的实例对象,如何表示呢
        //任何一个类都是Class的实例对象，这个实例对象有三种表示方式

任何一个类都是Class的实例对象，这个实例对象有三种表示方式

//第一种表示方式:任何一个类都有一个隐含的静态成员变量class
        Class c1 = Foo.class;

//第二中表达方式  已经知道该类的对象通过getClass方法
        Class c2 = foo1.getClass();

        /*官网 c1 ,c2 表示了Foo类的类类型(class type)
         * 万事万物皆对象，
         * 类也是对象，是Class类的实例对象
         * 这个对象我们称为该类的类类型
         * 
         */

        //第三种表达方式
        Class c3 = null;
        try {
            c3 = Class.forName("com.imooc.reflect.Foo");
        } catch (ClassNotFoundException e) {
            // TODO Auto-generated catch block
            e.printStackTrace();
        }

二、Java动态加载类

• 编译：静态

  new创建对象是静态加载类，在编译时刻就要加载所有类

• 运行：动态

  动态加载类，在运行时刻加载

三、获取方法信息

• 要获取类的信息 首先要获取类的类类型

Class c = obj.getClass();
//传递的是哪个子类的对象  c就是该子类的类类型

• 获取类的名称

 System.out.println("类的名称是:"+c.getName());

• 获取类的方法

Method[] ms = c.getMethods();//c.getDeclaredMethods()

一个成员方法就是一个Method对象,getMethods()方法获取的是所有的public的函数，包括父类继承而来的

getDeclaredMethods()获取的是所有该类自己声明的方法，不问访问权限

• 获取方法返回值类型:method.getReturnType();
• 获取方法参数：method.getParameterTypes();

        Method[] ms = c.getMethods();//c.getDeclaredMethods()
        for(int i = 0; i < ms.length;i++){
            //得到方法的返回值类型的类类型
            Class returnType = ms[i].getReturnType();
            System.out.print(returnType.getName()+" ");
            //得到方法的名称
            System.out.print(ms[i].getName()+"(");
            //获取参数类型--->得到的是参数列表的类型的类类型
            Class[] paramTypes = ms[i].getParameterTypes();
            for (Class class1 : paramTypes) {
                System.out.print(class1.getName()+",");
            }
            System.out.println(")");
        }

• 获取成员变量：class.getFields();

public static void printFieldMessage(Object obj) {
        Class c = obj.getClass();
        /*
         * 成员变量也是对象
         * java.lang.reflect.Field
         * Field类封装了关于成员变量的操作
         * getFields()方法获取的是所有的public的成员变量的信息
         * getDeclaredFields获取的是该类自己声明的成员变量的信息
         */
        //Field[] fs = c.getFields();
        Field[] fs = c.getDeclaredFields();
        for (Field field : fs) {
            //得到成员变量的类型的类类型
            Class fieldType = field.getType();
            String typeName = fieldType.getName();
            //得到成员变量的名称
            String fieldName = field.getName();
            System.out.println(typeName+" "+fieldName);
        }
    }

• 获取构造函数: Constructor[] cs = c.getConstructors();

    public static void printConMessage(Object obj){
        Class c = obj.getClass();
        /*
         * 构造函数也是对象
         * java.lang. Constructor中封装了构造函数的信息
         * getConstructors获取所有的public的构造函数
         * getDeclaredConstructors得到所有的构造函数
         */
        //Constructor[] cs = c.getConstructors();
        Constructor[] cs = c.getDeclaredConstructors();
        for (Constructor constructor : cs) {
            System.out.print(constructor.getName()+"(");
            //获取构造函数的参数列表--->得到的是参数列表的类类型
            Class[] paramTypes = constructor.getParameterTypes();
            for (Class class1 : paramTypes) {
                System.out.print(class1.getName()+",");
            }
            System.out.println(")");
        }
    }

四、方法的反射

       //要获取print(int ,int )方法  1.要获取一个方法就是获取类的信息，获取类的信息首先要获取类的类类型
        A a1 = new A();
        Class c = a1.getClass();
        /*
         * 2.获取方法 名称和参数列表来决定  
         * getMethod获取的是public的方法
         * getDelcaredMethod自己声明的方法
         */
        try {
            //Method m =  c.getMethod("print", new Class[]{int.class,int.class});
            Method m = c.getMethod("print", int.class,int.class);

            //方法的反射操作  
            //a1.print(10, 20);方法的反射操作是用m对象来进行方法调用 和a1.print调用的效果完全相同
            //方法如果没有返回值返回null,有返回值返回具体的返回值
            //Object o = m.invoke(a1,new Object[]{10,20});
            Object o = m.invoke(a1, 10,20);
                    } catch (Exception e) {
            // TODO Auto-generated catch block
            e.printStackTrace();
        } 

    class A{
        public void print(int a,int b){
        System.out.println(a+b);
        }
    }

五、反射的本质

• 泛型的作用仅作用在编译阶段
• 反射的操作after编译
• 可以通过反射绕过泛型的限制：例子

public static void main(String[] args) {
        ArrayList list = new ArrayList();

        ArrayList<String> list1 = new ArrayList<String>();
        list1.add("hello");
        //list1.add(20);错误的
        Class c1 = list.getClass();
        Class c2 = list1.getClass();
        System.out.println(c1 == c2);
        //反射的操作都是编译之后的操作

        /*
         * c1==c2结果返回true说明编译之后集合的泛型是去泛型化的
         * Java中集合的泛型，是防止错误输入的，只在编译阶段有效，
         * 绕过编译就无效了
         * 验证：我们可以通过方法的反射来操作，绕过编译
         */
        try {
            Method m = c2.getMethod("add", Object.class);
            m.invoke(list1, 20);//绕过编译操作就绕过了泛型
            System.out.println(list1.size());
            System.out.println(list1);
            /*for (String string : list1) {
                System.out.println(string);
            }*///现在不能这样遍历
        } catch (Exception e) {
          e.printStackTrace();
        }
    }

c1==c2结果返回true说明编译之后集合的泛型是去泛型化的

在ArrayList list1中加入了20

ArrayList<String> list1 = new ArrayList<String>();
        Method m = c2.getMethod("add", Object.class);
        m.invoke(list1, 20);

应用场景

• IDE编译器
  编写好一个类之后你调用时，你只需将类实例化，然后实例化对象后面点一下就能出来看访问的属性和方法的列表，这个也是通过反射来实现的。

• 数据库
  连接数据库时为了让程序可以灵活的连接不通的数据库，操作不同的数据库我们使用了抽象工厂+反射+配置文件来实现。