java反射

1、定义

JAVA反射机制是在运行状态中,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方法和属性;这种动态获取信息以及动态调用对象方法的功能称为java语言的反射机制。

JAVA反射(放射)机制:“程序运行时,允许改变程序结构或变量类型,这种语言称为动态语言”。从这个观点看,Perl,Python,Ruby是动态语言,C++,Java,C#不是动态语言。但是JAVA有着一个非常突出的动态相关机制:Reflection,用在Java身上指的是我们可以于运行时加载、探知、使用编译期间完全未知的classes。
换句话说,Java程序可以加载一个运行时才得知名称的class,获悉其完整构造(但不包括methods定义),并生成其对象实体、或对其fields设值、或唤起其methods


2、类加载器

java反射的核心功能是由类加载器完成的。首先需要了解java类加载的过程,主要分为三个阶段:

1、加载
查找并加载类的二进制数据,就是指将class文件读入内存,并为之创建一个Class对象。
任何类被使用时系统都会建立一个Class对象。

2、链接
验证:确保被加载类的正确性;
准备:为类的静态变量分配内存,并将其初始化为默认值;
解析:把类中的符号引用转换为直接引用

3、初始化
为类的静态变量赋予正确的初始值。

一个类何时才会被初始化呢?
  1. 用new关键字创建类的实例
  2. 类的静态变量,或者为静态变量赋值
  3. 类的静态方法
  4. 使用反射方式来强制创建某个类或接口对应的java.lang.Class对象
  5. 初始化某个类的子类
  6. 直接使用java.exe命令来运行某个主类

类加载器的组成
Bootstrap ClassLoader: 根类加载器,也被称为引导类加载器,负责Java核心类的加载
                                          比如System,String等。在JDK中JRE的lib目录下rt.jar文件中
Extension ClassLoader:扩展类加载器,负责JRE的扩展目录中jar包的加载。在JDK中JRE的lib目录下ext目录
System ClassLoader :   系统类加载器,负责在JVM启动时加载来自java命令的class文件,以及classpath环境变量所指定的jar包和类路径。

3、Class类

JAVA反射机制是在运行状态中,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。要想解剖一个类,必须先要获取到该类的字节码文件对象。而解剖使用的就是Class类中的方法.所以先要获取到每一个字节码文件对应的Class类型的对象。

Class 没有公共构造方法。Class 对象是在加载类时由 Java 虚拟机以及通过调用类加载器中的defineClass 方法自动构造的。
获取一个类的Class对象有三种方式:

     1、通过Object类中的getObject()方法
Person p = new Person();
Class c = p.getClass();

     2 、通过 类名.class 获取到字节码文件对象(任意数据类型都具备一个class静态属性,看上去要比第一种方式简单)。
Class c2 = Person.class;

    3、通过Class类中的方法(将类名作为字符串传递给Class类中的静态方法forName即可)。
Class c3 = Class.forName("Person");

     详细代码演示:

/*
 * 获取.class字节码文件对象的方式
 * 		1:通过Object类中的getObject()方法
 * 		2: 通过 类名.class 获取到字节码文件对象
 * 		3: 反射中的方法,
 * 			public static Class<?> forName(String className) throws ClassNotFoundException
 * 			返回与带有给定字符串名的类或接口相关联的 Class 对象 
 */
public class ReflectDemo {
	public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException {
		// 1: 通过Object类中的getObject()方法
		// Person p1 = new Person();
		// Class c1 = p1.getClass();
		// System.out.println("c1 = "+ c1);

		// 2: 通过 类名.class 获取到字节码文件对象
		// Class c2 = Person.class;
		// System.out.println("c2 = "+ c2);

		// 3: 反射中的方法
		Class c3 = Class.forName("com.hl_Reflect.Person");// 包名.类名
		System.out.println("c3 = " + c3);
	}
}

Person类

package com.hl_Reflect;
public class Person {
	//成员变量
	public String name;
	public int age;
	private String address;

	//构造方法
	public Person() {
		System.out.println("空参数构造方法");
	}
	
	public Person(String name) {
		this.name = name;
		System.out.println("带有String的构造方法");
	}
	//私有的构造方法
	private Person(String name, int age){
		this.name = name;
		this.age = age;
		System.out.println("带有String,int的构造方法");
	}
	
	public Person(String name, int age, String address){
		this.name = name;
		this.age = age;
		this.address = address;
		System.out.println("带有String, int, String的构造方法");
	}
	
	//成员方法
	//没有返回值没有参数的方法
	public void method1(){
		System.out.println("没有返回值没有参数的方法");
	}
	//没有返回值,有参数的方法
	public void method2(String name){
		System.out.println("没有返回值,有参数的方法 name= "+ name);
	}
	//有返回值,没有参数
	public int method3(){
		System.out.println("有返回值,没有参数的方法");
		return 123;
	}
	//有返回值,有参数的方法
	public String method4(String name){
		System.out.println("有返回值,有参数的方法");
		return "哈哈" + name;
	}
	//私有方法
	private void method5(){
		System.out.println("私有方法");
	}

	@Override
	public String toString() {
		return "Person [name=" + name + ", age=" + age + ", address=" + address+ "]";
	}
}





1、通过反射,可以获取一个类的所有构造方法

在反射机制中,把类中的成员(构造方法、成员方法、成员变量)都封装成了对应的类进行表示。其中,构造方法使用类Constructor表示。可通过Class类中提供的方法获取构造方法:
 返回一个构造方法
     public Constructor<T> getConstructor(Class<?>... parameterTypes) 获取public修饰, 指定参数类型所对应的构造方法
     public Constructor<T> getDeclaredConstructor(Class<?>... parameterTypes) 获取指定参数类型所对应的构造方法(包含私有的)
 返回多个构造方法
     public Constructor<?>[] getConstructors() 获取所有的public 修饰的构造方法
     public Constructor<?>[] getDeclaredConstructors() 获取所有的构造方法(包含私有的)

       获取构造方法的代码演示:
public class ReflectDemo {
	public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException, NoSuchMethodException, SecurityException {
		//获取Class对象
		Class c = Class.forName("com.hl_Reflect.Person");//包名.类名
		
		//获取所有的构造方法
		//Constructor[] cons = c.getConstructors();
		Constructor[] cons = c.getDeclaredConstructors();
		for (Constructor con : cons) {
			System.out.println(con);
		}
		
		System.out.println("------------------------");
		//获取一个构造方法
		//public Person() 
		Constructor con1 = c.getConstructor(null);
		System.out.println(con1);
		
		//public Person(String name)
		Constructor con2 = c.getConstructor(String.class);
		System.out.println(con2);
		
		//private Person(String name, int age)
		Constructor con3 = c.getDeclaredConstructor(String.class, int.class);
		System.out.println(con3);
		
		//public Person(String name, int age, String address)
		Constructor con4 = c.getDeclaredConstructor(String.class, int.class, String.class);
		System.out.println(con4);
	}
}
以上构造方法的打印结果,将会是包名+构造方法名

通过反射获取到类对象,获取到了构造方法,我们就可以用构造方法来创建类对象了
public class ConstructorDemo {
	public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException, NoSuchMethodException, SecurityException, InstantiationException, IllegalAccessException, IllegalArgumentException, InvocationTargetException {
		//1,获取到Class对象
		Class c = Class.forName("com.hl_Reflect.Person");//包名.类名
		//2,获取指定的构造方法
		//public Person()
		//Constructor con = c.getConstructor(null);
		
		//public Person(String name, int age, String address)
		Constructor con = c.getConstructor(String.class, int.class, String.class);
		
		//3,通过构造方法类中Constructor的方法,创建对象
		//Object obj = con.newInstance(null);
		Object obj = con.newInstance("小明", 22, "哈尔滨");
		
		//显示
		System.out.println(obj);
	}
}

以上是获取公有的构造方法,如果想获得私有的构造方法,还需要加一些步骤。
AccessibleObject 类是 Field、Method 和 Constructor 对象的父类。它提供了将反射的对象标记为在使用时取消默认 Java 语言访问控制检查的能力。
对于公共成员、默认(打包)访问成员、受保护成员和私有成员,在分别使用 Field、Method 或 Constructor 对象来设置或获取字段、调用方法,或者创建和初始化类的新实例的时候,会执行访问检查。常用方法如下:
 public void setAccessible(boolean flag) throws SecurityException
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。参数值为 false 则指示反射的对象应该实施 Java 语言访问检查。

获取私有构造方法,步骤如下:
  1. 获取到Class对象
  2. 获取指定的构造方法
  3. 暴力访问, 通过setAccessible(boolean flag)方法
  4. 通过构造方法类Constructor中的方法,创建对象
     public T newInstance(Object... initargs)
public class ConstructorDemo2 {
	public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException, NoSuchMethodException, SecurityException, InstantiationException, IllegalAccessException, IllegalArgumentException, InvocationTargetException {
		//1,获取到Class对象
		Class c = Class.forName("com.hl_Reflect.Person");//包名.类名
		
		//2,获取指定的构造方法
		//private Person(String name, int age)
		Constructor con = c.getDeclaredConstructor(String.class, int.class);
		
		//3,暴力反射 
		con.setAccessible(true);//取消 Java 语言访问检查
		
		//4,通过构造方法类中的功能,创建对象
		Object obj = con.newInstance("小明", 23);
		System.out.println(obj);
		
	}
}


2、通过反射获取成员变量并使用

在反射机制中,把类中的成员变量使用类Field表示。可通过Class类中提供的方法获取成员变量。

    返回一个成员变量:

 public Field getField(String name) 获取指定的 public修饰的变量
 public Field getDeclaredField(String name) 获取指定的任意变量

    返回多个成员变量

 public Field[] getFields() 获取所有public 修饰的变量
 public Field[] getDeclaredFields() 获取所有的 变量 (包含私有)


代码演示:通过反射,创建对象,获取指定的成员变量,进行赋值与获取值操作

public class FieldDemo2 {
	public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException, NoSuchMethodException, SecurityException, InstantiationException, IllegalAccessException, IllegalArgumentException, InvocationTargetException, NoSuchFieldException {
		//1,获取Class对象
		Class c = Class.forName("com.hl_Reflect.Person");
		//2,获取构造方法
		//public Person(String name) 
		Constructor con = c.getConstructor(String.class);
		//3,通过构造方法,创建对象
		Object obj = con.newInstance("小明");
		//4,获取指定的成员变量
		//public String name;
		Field nameField = c.getField("name");
		//public int age;
		Field ageField = c.getField("age");
		//private String address;
		Field addressField = c.getDeclaredField("address");
		addressField.setAccessible(true); //取消 Java 语言访问检查
		
		//5,通过方法,给指定对象的指定成员变量赋值或者获取值
		System.out.println("name = "+ nameField.get(obj));
		System.out.println("age = "+ ageField.get(obj));
		System.out.println("address = "+ addressField.get(obj));
		
		//赋值
		ageField.set(obj, 23);
		addressField.set(obj, "凯利广场");
		
		System.out.println("------------------------");
		System.out.println("name = "+ nameField.get(obj));
		System.out.println("age = "+ ageField.get(obj));
		System.out.println("address = "+ addressField.get(obj));
	}
}


3、通过反射获取成员方法

在反射机制中,把类中的成员方法使用类Method表示。可通过Class类中提供的方法获取成员方法

 返回获取一个方法:
 public Method getMethod(String name, Class<?>... parameterTypes)

  获取public 修饰的方法
  public Method getDeclaredMethod(String name, Class<?>... parameterTypes)
  获取任意的方法,包含私有的
  参数1: name 要查找的方法名称; 参数2: parameterTypes 该方法的参数类型

   返回获取多个方法:
public Method[] getMethods() 获取本类与父类中所有public 修饰的方法
   public Method[] getDeclaredMethods() 获取本类中所有的方法(包含私有的)
public class MethodDemo {
	public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException, NoSuchMethodException, SecurityException {
		//获取Class对象
		Class c = Class.forName("com.hl_Reflect.Person");
		
		//获取多个方法
		//Method[] methods = c.getMethods();
		Method[] methods = c.getDeclaredMethods();
		for (Method method : methods) {
			System.out.println(method);
		}
		
		System.out.println("-----------------------");
		//获取一个方法:
		//public void method1()
		Method method = c.getMethod("method1", null);
		System.out.println(method);
		//public String method4(String name){
		method = c.getMethod("method4", String.class);
		System.out.println(method);
		//私有方法
		//private void method5()
		method = c.getDeclaredMethod("method5", null);
		System.out.println(method);
	}
}

调用对象private的方法演示
public class MethodDemo3 {
	public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException, NoSuchMethodException, SecurityException, InstantiationException, IllegalAccessException, IllegalArgumentException, InvocationTargetException {
		//1, 获取Class对象
		Class c = Class.forName("com.hl_Reflect.Person");
		//2,获取构造方法
		//public Person(String name, int age, String address){
		Constructor con = c.getConstructor(String.class, int.class, String.class);
		//3,通过构造方法,创建对象
		Object obj = con.newInstance("小明", 23, "哈尔滨");
		//4,获取指定的方法
		//private void method5(){
		Method m5 = c.getDeclaredMethod("method5", null);
		//5,开启暴力访问
		m5.setAccessible(true);
		//6,执行找到的方法
		m5.invoke(obj, null);
	}
}


4、反射的应用举例

1、实现泛型删除
  在已存在的ArrayList<Integer>集合中添加一个字符串数据,如何实现呢?
  其实程序编译后产生的.class文件中是没有泛型约束的,这种现象我们称为泛型的擦除。那么,我们可以通过反射技术,来完成向有泛型约束的集合中,添加任意类型的元素
public class ReflectTest {
	public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException, NoSuchMethodException, SecurityException, IllegalAccessException, IllegalArgumentException, InvocationTargetException {
		ArrayList<Integer> list = new ArrayList<Integer>();
		//添加元素到集合
		list.add(new Integer(30));
		list.add(new Integer("12345"));
		list.add(123);
		//list.add("哈哈");//因为有泛型类型的约束
		System.out.println(list);
		
		//通过反射技术,实现添加任意类型的元素
		//1, 获取字节码文件对象
		//Class c = list.getClass();
		//Class c = ArrayList.class;
		Class c = Class.forName("java.util.ArrayList");
		
		//2, 找到add()方法
		// public boolean add(E e)
		Method addMethod = c.getMethod("add", Object.class);
		
		//3,  执行add()方法
		addMethod.invoke(list, "哈哈");// list.add("哈哈");
		System.out.println(list);
	}
}

2、反射配置文件
 通过反射配置文件,运行配置文件中指定类的对应方法
    读取Peoperties.txt文件中的数据,通过反射技术,来完成Person对象的创建
    Peoperties.txt文件内容如下:
className=com.hl_Reflect.Person
methodName=method5
    读取配置文件,调用指定类中的对应方法
public class ReflectTest2 {
	public static void main(String[] args)
			throws FileNotFoundException, IOException, ClassNotFoundException, NoSuchMethodException, SecurityException,
			InstantiationException, IllegalAccessException, IllegalArgumentException, InvocationTargetException {
		// 通过Properties集合从文件中读取数据
		Properties prop = new Properties();
		// 读取文件中的数据到集合中
		prop.load(new FileInputStream("properties.txt"));
		// 获取键所对应的值
		String className = prop.getProperty("className");
		System.out.println(className);

		// 1,获取Person.class 字节码文件对象
		Class c = Class.forName(className);
		// 2,获取构造方法
		// public Person(String name, int age, String address)
		Constructor con = c.getConstructor(String.class, int.class, String.class);

		// 3,创建对象
		Object obj = con.newInstance("小明", 20, "中国");
		System.out.println(obj);

		// 4,获取指定的方法
		// private void method5(){}
		String methodName = prop.getProperty("methodName");
		Method m5 = c.getDeclaredMethod(methodName, null);
		// 5,开启暴力访问
		m5.setAccessible(true);
		// 6,执行找到的方法
		m5.invoke(obj, null);
	}
}


 






























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