Java Day30 (反射）

第33天 反射
今日内容介绍
 类加载器
 反射构造方法
 反射成员变量
 反射成员方法
 反射配置文件运行类中的方法
第1章 类加载器
1.1 类的加载
当程序要使用某个类时，如果该类还未被加载到内存中，则系统会通过加载，连接，初始化三步来实现对这个类进行初始化。
 加载
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
 连接
验证 是否有正确的内部结构，并和其他类协调一致
准备 负责为类的静态成员分配内存，并设置默认初始化值
解析 将类的二进制数据中的符号引用替换为直接引用
 初始化
就是我们以前讲过的初始化步骤
1.2 类初始化时机

1. 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
   1.3 类加载器
    负责将.class文件加载到内在中，并为之生成对应的Class对象。
    虽然我们不需要关心类加载机制，但是了解这个机制我们就能更好的理解程序的运行
   1.4 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。

通过这些描述就可以知道我们常用的类，都是由谁来加载完成的。
到目前为止我们已经知道把class文件加载到内存了，那么，如果我们仅仅站在这些class文件的角度，我们如何来使用这些class文件中的内容呢?
这就是我们反射要研究的内容。

第2章 反射
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。
2.1 Class类
阅读API的Class类得知，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Class对象的三种方式
方式一: 通过Object类中的getObject()方法
Person p = new Person();
Class c = p.getClass();

方式二: 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;

方式三: 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”);
 注意：第三种和前两种的区别
前两种你必须明确Person类型.
后面是指定这种类型的字符串就行.这种扩展更强.我不需要知道你的类.我只提供字符串,按照配置文件加载就可以了

 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("cn.itcast_01_Reflect.Person");// 包名.类名
	System.out.println("c3 = " + c3);
}

}

 Person类
package cn.itcast_01_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+ "]";
}

}
2.2 通过反射获取构造方法并使用
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 getConstructor(Class<?>… parameterTypes) 获取public修饰, 指定参数类型所对应的构造方法
 public Constructor 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(“cn.itcast_01_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);
}

}
2.2.1 通过反射方式，获取构造方法，创建对象
获取构造方法，步骤如下：

1. 获取到Class对象

2. 获取指定的构造方法

3. 通过构造方法类Constructor中的方法，创建对象
   public T newInstance(Object… initargs)
    代码演示
   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(“cn.itcast_01_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);
   

   }
   }
   2.2.2 通过反射方式，获取私有构造方法，创建对象
   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)
    代码演示：
   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(“cn.itcast_01_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);
   

   }
   }
   2.3 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)

 获取成员变量的代码演示：
public class FieldDemo {
public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException, NoSuchFieldException, SecurityException {
//获取Class对象
Class c = Class.forName(“cn.itcast_01_Reflect.Person”);

	//获取成员变量
	//多个变量
	//Field[] fields = c.getFields();
	Field[] fields =  c.getDeclaredFields();
	for (Field field : fields) {
		System.out.println(field);
	}
	System.out.println("-----------------");
	//一个变量
	//public int age;
	Field ageField = c.getField("age");
	System.out.println(ageField);
	
	//private String address
	Field addressField = c.getDeclaredField("address");
	System.out.println(addressField);
}

}
2.3.1 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
获取成员变量，步骤如下：

1. 获取Class对象

2. 获取构造方法

3. 通过构造方法，创建对象

4. 获取指定的成员变量（私有成员变量，通过setAccessible(boolean flag)方法暴力访问）

5. 通过方法，给指定对象的指定成员变量赋值或者获取值
    public void set(Object obj, Object value)
   在指定对象obj中，将此 Field 对象表示的成员变量设置为指定的新值
    public Object get(Object obj)
   返回指定对象obj中，此 Field 对象表示的成员变量的值
    代码演示：
   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(“cn.itcast_01_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));
   

   }
   }
   2.4 通过反射获取成员方法并使用
   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)

 获取成员方法的代码演示：
public class MethodDemo {
public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException, NoSuchMethodException, SecurityException {
//获取Class对象
Class c = Class.forName(“cn.itcast_01_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);
}

}
2.4.1 通过反射，创建对象，调用指定的方法
获取成员方法，步骤如下：

1. 获取Class对象

2. 获取构造方法

3. 通过构造方法，创建对象
   4. 获取指定的方法
   5. 执行找到的方法
    public Object invoke(Object obj, Object… args)
   执行指定对象obj中，当前Method对象所代表的方法，方法要传入的参数通过args指定。
    代码演示：
   public class MethodDemo2 {
   public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException, NoSuchMethodException, SecurityException, InstantiationException, IllegalAccessException, IllegalArgumentException, InvocationTargetException {
   //1， 获取Class对象
   Class c = Class.forName(“cn.itcast_01_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
   //public void method1() 没有返回值没有参数的方法
   //Method m1 = c.getMethod(“method1”, null);

    //public String method4(String name)
    Method m4 = c.getMethod("method4", String.class);
    
    //5，执行找到的方法
    //m1.invoke(obj, null);
    
    Object result = m4.invoke(obj, "itcast");
    System.out.println("result = " + result);
   

   }
   }
   2.4.2 通过反射，创建对象，调用指定的private 方法
   获取私有成员方法，步骤如下：

4. 获取Class对象

5. 获取构造方法

6. 通过构造方法，创建对象

7. 获取指定的方法

8. 开启暴力访问

9. 执行找到的方法
    public Object invoke(Object obj, Object… args)
   执行指定对象obj中，当前Method对象所代表的方法，方法要传入的参数通过args指定。
    代码演示：
   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(“cn.itcast_01_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);
   }
   }

第3章 反射练习
3.1 泛型擦除
思考，将已存在的ArrayList集合中添加一个字符串数据，如何实现呢？
我来告诉大家，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
 代码如下：
public class ReflectTest {
public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException, NoSuchMethodException, SecurityException, IllegalAccessException, IllegalArgumentException, InvocationTargetException {
ArrayList list = new ArrayList();
//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);
}

}
3.2 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=cn.itcast_01_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);
}

}
第4章 总结
4.1 知识点总结
 如何获取.Class文件对象
1, 通过Object类 getClass()方法获取 Class对象
2, 通过类名.class 方式 获取 Class对象
3, 通过反射的方式, Class.forName(String classname) 获取Class对象
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

 通过反射， 获取类中的构造方法，并完成对象的创建
获取指定的构造方法
public Constructor getConstructor(Class<?>… parameterTypes)
获取指定的public修饰的构造方法
public Constructor getDeclaredConstructor(Class<?>… parameterTypes)
获取指定的构造方法，包含私有的
获取所有的构造方法
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

 通过反射， 获取类中的构造方法，并完成对象的创建
步骤：
1，获取字节码文件对象
2,通过字节码文件对象 ，获取到指定的构造方法
getConstructor(参数);
3,通过构造方法，创建对象
public T newInstance(Object… initargs)

 私有构造方法，创建对象
1，获取字节码文件对象
2,通过字节码文件对象 ，获取到指定的构造方法
getDeclaredConstructor (参数);
3,暴力访问
con.setAccessible(true);
4,通过构造方法，创建对象
public T newInstance(Object… initargs)

 通过反射，获取Class文件中的方法
获取指定的方法
public Method getMethod(String name, Class<?>… parameterTypes)
获取指定的public方法
public Method getDeclaredMethod(String name, Class<?>… parameterTypes)
获取指定的任意方法，包含私有的
获取所有的方法
public Method[] getMethods() 获取本类与父类中所有public 修饰的方法
ublic Method[] getDeclaredMethods()获取本类中所有的方法，包含私有的

 通过反射，调用方法
步骤：
1，获取Class对象
2,获取构造方法，创建对象
3,获取指定的public方法
4,执行方法
public Object invoke(Object obj, Object… args)

 私有方法的调用：
1，获取Class对象
2,获取构造方法，创建对象
3,获取指定的private方法
4,开启暴力访问
m5.setAccessible(true);
5,执行方法
public Object invoke(Object obj, Object… args)

 通过反射，获取成员变量(字段)
获取指定的成员变量
public Field getField(String name) 获取public修饰的成员变量
public Field getDeclaredField(String name) 获取任意的成员变量，包含私有
获取所有的成员变量
public Field[] getFields() 获取所有public修饰的成员变量
public Field[] getDeclaredFields() 获取司所有的成员变量，包含私有

 通过反射，获取成员 变量，并赋值使用
步骤：
1，获取字节码文件对象
2,获取构造方法，创建对象
3,获取指定的成员变量
4,对成员变量赋值\获取值操作
public void set(Object obj, Object value) 赋值
public Object get(Object obj) 获取值

 私有成员变量的使用
步骤：
1，获取字节码文件对象
2,获取构造方法，创建对象
3,获取指定的成员变量
4,开启暴力访问
5,对成员变量赋值\获取值操作
public void set(Object obj, Object value) 赋值
public Object get(Object obj) 获取值