JAVA 反射机制详解

目录

 

Java反射机制概述

补充：动态语言  vs 静态语言

Java反射机制研究及应用

反射相关的主要API

理解Class类并获取Class的实例

获取Class类的实例(四种方法)

哪些类型可以有Class对象？

类的加载与ClassLoader的理解

创建运行时类的对象

有了Class对象，能做什么？

通过反射获取运行时类的完整结构

调用运行时类的指定结构

关于setAccessible方法的使用

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Java反射机制概述

Java Reflection

   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于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。

   加载完类之后，在堆内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Class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。

补充：动态语言  vs 静态语言

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、Erlang。

2、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、字节码操作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！

Java反射机制研究及应用

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

反射相关的主要API

java.lang.Class:代表一个类
java.lang.reflect.Method:代表类的方法
java.lang.reflect.Field:代表类的成员变量
java.lang.reflect.Constructor:代表类的构造器
… …

理解Class类并获取Class的实例

Class 类

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 Class 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JVM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

获取Class类的实例(四种方法)

1）前提：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
     实例：Class clazz = String.class;
2）前提：已知某个类的实例，调用该实例的getClass()方法获取Class对象
      实例：Class clazz = “www.atguigu.com”.getClass();
3）前提：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ClassNotFoundException
      实例：Class clazz = Class.forName(“java.lang.String”);
4）其他方式(不做要求)
ClassLoader cl = this.getClass().getClassLoader();
Class clazz4 = cl.loadClass(“类的全类名”);

哪些类型可以有Class对象？

（1）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
（2）interface：接口
（3）[]：数组
（4）enum：枚举
（5）annotation：注解@interface
（6）primitive type：基本数据类型
（7）void

类的加载与ClassLoader的理解

类加载器的作用：
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：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

//1.获取一个系统类加载器
ClassLoader classloader = ClassLoader.getSystemClassLoader();
System.out.println(classloader);
//2.获取系统类加载器的父类加载器，即扩展类加载器
classloader = classloader.getParent();
System.out.println(classloader);
//3.获取扩展类加载器的父类加载器，即引导类加载器
classloader = classloader.getParent();
System.out.println(classloader);
//4.测试当前类由哪个类加载器进行加载
classloader = Class.forName("exer2.ClassloaderDemo").getClassLoader();
System.out.println(classloader);
//5.测试JDK提供的Object类由哪个类加载器加载
classloader = 
Class.forName("java.lang.Object").getClassLoader();
System.out.println(classloader);
//*6.关于类加载器的一个主要方法：getResourceAsStream(String str):获取类路径下的指定文件的输入流
InputStream in = null;
in = this.getClass().getClassLoader().getResourceAsStream("exer2\\test.properties");
System.out.println(in);

创建运行时类的对象

有了Class对象，能做什么？

创建类的对象：调用Class对象的newInstance()方法
要  求：	1）类必须有一个无参数的构造器。
	2）类的构造器的访问权限需要足够。

难道没有无参的构造器就不能创建对象了吗？
不是！只要在操作的时候明确的调用类中的构造器，并将参数传递进去之后，才可以实例化操作。步骤如下：
1）通过Class类的getDeclaredConstructor(Class … parameterTypes)取得本类的指定形参类型的构造器
2）向构造器的形参中传递一个对象数组进去，里面包含了构造器中所需的各个参数。
3）通过Constructor实例化对象。

//1.根据全类名获取对应的Class对象
String name = “atguigu.java.Person";
Class clazz = null;
clazz = Class.forName(name);
//2.调用指定参数结构的构造器，生成Constructor的实例
Constructor con = clazz.getConstructor(String.class,Integer.class);
//3.通过Constructor的实例创建对应类的对象，并初始化类属性
Person p2 = (Person) con.newInstance("Peter",20);
System.out.println(p2);

通过反射获取运行时类的完整结构

Field、Method、Constructor、Superclass、Interface、Annotation
实现的全部接口
所继承的父类
全部的构造器
全部的方法
全部的Field

4.全部的方法
public Method[] getDeclaredMethods()
返回此Class对象所表示的类或接口的全部方法
public Method[] getMethods()  
返回此Class对象所表示的类或接口的public的方法

Method类中：
public Class<?> getReturnType()取得全部的返回值
public Class<?>[] getParameterTypes()取得全部的参数
public int getModifiers()取得修饰符
public Class<?>[] getExceptionTypes()取得异常信息
5.全部的Field
public Field[] getFields() 
返回此Class对象所表示的类或接口的public的Field。
public Field[] getDeclaredFields() 
返回此Class对象所表示的类或接口的全部Field。

Field方法中：
public int getModifiers()  以整数形式返回此Field的修饰符
public Class<?> getType()  得到Field的属性类型
public String getName()  返回Field的名称。

6. Annotation相关

get Annotation(Class<T> annotationClass) 
getDeclaredAnnotations() 
7.泛型相关
获取父类泛型类型：Type getGenericSuperclass()
泛型类型：ParameterizedType
获取实际的泛型类型参数数组：getActualTypeArguments()

8.类所在的包    Package getPackage() 

调用运行时类的指定结构

关于setAccessible方法的使用

Method和Field、Constructor对象都有setAccessible()方法。
setAccessible启动和禁用访问安全检查的开关。
参数值为true则指示反射的对象在使用时应该取消Java语言访问检查。
提高反射的效率。如果代码中必须用反射，而该句代码需要频繁的被调用，那么请设置为true。
使得原本无法访问的私有成员也可以访问
参数值为false则指示反射的对象应该实施Java语言访问检查。