Java 反射理解

Java 动态性之反射机制
反射机制是Java动态性之一，而说到动态性首先得了解动态语言。那么何为动态语言？

一、动态语言

动态语言，是指程序在运行时可以改变其结构：新的函数可以引进，已有的函数可以被删除等结构上的变化。比如常见的JavaScript就是动态语言，除此之外Ruby,Python等也属于动态语言，而C、C++则不属于动态语言。

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二、Java是动态语言吗

从动态语言能在运行时改变程序结构结构或则变量类型上看，Java和C、C++一样都不属于动态语言。
但是JAVA却又一个非常突出的与动态相关的机制：反射机制。Java通过反射机制，可以在程序运行时加载，探知和使用编译期间完全未知的类，并且可以生成相关类对象实例，从而可以调用其方法或则改变某个属性值。所以JAVA也可以算得上是一个半动态的语言。

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三、Java反射机制

（1）Java反射概念

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。

反射就是把java类中的各种成分映射成一个个的Java对象
例如：一个类有：成员变量、方法、构造方法、包等等信息，利用反射技术可以对一个类进行解剖，把个个组成部分映射成一个个对象。
（其实：一个类中这些成员方法、构造方法、在加入类中都有一个类来描述）
如图是类的正常加载过程：反射的原理在与class对象。
熟悉一下加载的时候：Class对象的由来是将class文件读入内存，并为之创建一个Class对象。

反射是框架设计的灵魂
（使用的前提条件：必须先得到代表的字节码的Class，Class类用于表示.class文件（字节码））
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）Java反射应用场合

在Java程序中许多对象在运行是都会出现两种类型：编译时类型和运行时类型。
编译时的类型由声明对象时实用的类型来决定，运行时的类型由实际赋值给对象的类型决定
如：

Person p=new Student();

其中编译时类型为Person，运行时类型为Student。
除此之外，程序在运行时还可能接收到外部传入的对象，该对象的编译时类型为Object,但是程序有需要调用该对象的运行时类型的方法。为了解决这些问题，程序需要在运行时发现对象和类的真实信息。然而，如果编译时根本无法预知该对象和类属于哪些类，程序只能依靠运行时信息来发现该对象和类的真实信息，此时就必须使用到反射了。

（3）Java反射API

反射原理：JAVA语言编译之后会生成一个.class文件，反射就是通过字节码文件找到某一个类、类中的方法以及属性等。

反射的实现主要借助以下四个类：
Class：它表示正在运行的Java应用程序中的类和接口
Field：提供有关类或接口的属性信息，以及对它的动态访问权限
Constructor：提供关于类的单个构造方法的信息以及对它的访问权限
Method：提供关于类或接口中某个方法信息
注意：Class类是Java反射中最重要的一个功能类，所有获取对象的信息(包括：方法/属性/构造方法/访问权限)都需要它来实现

（4）Class类

Class 类的实例表示正在运行的 Java 应用程序中的类和接口。也就是jvm中有N多的实例每个类都有该Class对象。（包括基本数据类型）
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。也就是这不需要我们自己去处理创建，JVM已经帮我们创建好了。
没有公共的构造方法，方法共有64个太多了。下面用到哪个就详解哪个吧。

三、反射的使用（这里使用Student类做演示）

先写一个Student类。

（1）获取Class对象的三种方式

1.1 Object ——> getClass();
1.2 任何数据类型（包括基本数据类型）都有一个“静态”的class属性
1.3 通过Class类的静态方法：forName（String className）(常用)

其中1.1是因为Object类中的getClass方法、因为所有类都继承Object类。从而调用Object类来获取

package fanshe;
/**
 * 获取Class对象的三种方式
 * 1 Object ——> getClass();
 * 2 任何数据类型（包括基本数据类型）都有一个“静态”的class属性
 * 3 通过Class类的静态方法：forName（String  className）(常用)
 *
 */
public class Fanshe {
    public static void main(String[] args) {
        //第一种方式获取Class对象  
        Student stu1 = new Student();//这一new 产生一个Student对象，一个Class对象。
        Class stuClass = stu1.getClass();//获取Class对象
        System.out.println(stuClass.getName());

        //第二种方式获取Class对象
        Class stuClass2 = Student.class;
        System.out.println(stuClass == stuClass2);//判断第一种方式获取的Class对象和第二种方式获取的是否是同一个

        //第三种方式获取Class对象
        try {
            Class stuClass3 = Class.forName("fanshe.Student");//注意此字符串必须是真实路径，就是带包名的类路径，包名.类名
            System.out.println(stuClass3 == stuClass2);//判断三种方式是否获取的是同一个Class对象
        } catch (ClassNotFoundException e) {
            e.printStackTrace();
        }

    }
}

注意：在运行期间，一个类，只有一个Class对象产生。
三种方式常用第三种，第一种对象都有了还要反射干什么。第二种需要导入类的包，依赖太强，不导包就抛编译错误。一般都第三种，一个字符串可以传入也可写在配置文件中等多种方法。

（2）通过反射获取构造方法并使用

student类：

package fanshe;

public class Student {

    //---------------构造方法-------------------
    //（默认的构造方法）
    Student(String str){
        System.out.println("(默认)的构造方法 s = " + str);
    }

    //无参构造方法
    public Student(){
        System.out.println("调用了公有、无参构造方法执行了。。。");
    }

    //有一个参数的构造方法
    public Student(char name){
        System.out.println("姓名：" + name);
    }

    //有多个参数的构造方法
    public Student(String name ,int age){
        System.out.println("姓名："+name+"年龄："+ age);//这的执行效率有问题，以后解决。
    }

    //受保护的构造方法
    protected Student(boolean n){
        System.out.println("受保护的构造方法 n = " + n);
    }

    //私有构造方法
    private Student(int age){
        System.out.println("私有的构造方法   年龄："+ age);
    }

}

共有6个构造方法；

测试类：

package fanshe;

import java.lang.reflect.Constructor;


/*
 * 通过Class对象可以获取某个类中的：构造方法、成员变量、成员方法；并访问成员；
 * 
 * 1.获取构造方法：
 *      1).批量的方法：
 *          public Constructor[] getConstructors()：所有"公有的"构造方法
            public Constructor[] getDeclaredConstructors()：获取所有的构造方法(包括私有、受保护、默认、公有)

 *      2).获取单个的方法，并调用：
 *          public Constructor getConstructor(Class... parameterTypes):获取单个的"公有的"构造方法：
 *          public Constructor getDeclaredConstructor(Class... parameterTypes):获取"某个构造方法"可以是私有的，或受保护、默认、公有；
 *      
 *          调用构造方法：
 *          Constructor-->newInstance(Object... initargs)
 */
public class Constructors {

    public static void main(String[] args) throws Exception {
        //1.加载Class对象
        Class clazz = Class.forName("fanshe.Student");


        //2.获取所有公有构造方法
        System.out.println("**********************所有公有构造方法*********************************");
        Constructor[] conArray = clazz.getConstructors();
        for(Constructor c : conArray){
            System.out.println(c);
        }


        System.out.println("************所有的构造方法(包括：私有、受保护、默认、公有)***************");
        conArray = clazz.getDeclaredConstructors();
        for(Constructor c : conArray){
            System.out.println(c);
        }

        System.out.println("*****************获取公有、无参的构造方法*******************************");
        Constructor con = clazz.getConstructor(null);
        //1>、因为是无参的构造方法所以类型是一个null,不写也可以：这里需要的是一个参数的类型，切记是类型
        //2>、返回的是描述这个无参构造函数的类对象。

        System.out.println("con = " + con);
        //调用构造方法
        Object obj = con.newInstance();
    //  System.out.println("obj = " + obj);
    //  Student stu = (Student)obj;

        System.out.println("******************获取私有构造方法，并调用*******************************");
        con = clazz.getDeclaredConstructor(char.class);
        System.out.println(con);
        //调用构造方法
        con.setAccessible(true);//暴力访问(忽略掉访问修饰符)
        obj = con.newInstance('男');
    }

}

后台输出：

**********************所有公有构造方法*********************************
public fanshe.Student(java.lang.String,int)
public fanshe.Student(char)
public fanshe.Student()
************所有的构造方法(包括：私有、受保护、默认、公有)***************
private fanshe.Student(int)
protected fanshe.Student(boolean)
public fanshe.Student(java.lang.String,int)
public fanshe.Student(char)
public fanshe.Student()
fanshe.Student(java.lang.String)
*****************获取公有、无参的构造方法*******************************
con = public fanshe.Student()
调用了公有、无参构造方法执行了。。。
******************获取私有构造方法，并调用*******************************
public fanshe.Student(char)
姓名：男

调用方法：
1.获取构造方法：
1).批量的方法：
public Constructor[] getConstructors()：所有”公有的”构造方法
public Constructor[] getDeclaredConstructors()：获取所有的构造方法(包括私有、受保护、默认、公有)

2).获取单个的方法，并调用：
public Constructor getConstructor(Class… parameterTypes):获取单个的”公有的”构造方法：
public Constructor getDeclaredConstructor(Class… parameterTypes):获取”某个构造方法”可以是私有的，或受保护、默认、公有；

调用构造方法：
Constructor–>newInstance(Object… initargs)

2、newInstance是 Constructor类的方法（管理构造函数的类）
api的解释为：
newInstance(Object… initargs)
使用此 Constructor 对象表示的构造方法来创建该构造方法的声明类的新实例，并用指定的初始化参数初始化该实例。
它的返回值是T类型，所以newInstance是创建了一个构造方法的声明类的新实例对象。并为之调用。

（3） 获取成员变量并调用

student类：

package fanshe.field;

public class Student {
    public Student(){

    }
    //**********字段*************//
    public String name;
    protected int age;
    char sex;
    private String phoneNum;

    @Override
    public String toString() {
        return "Student [name=" + name + ", age=" + age + ", sex=" + sex
                + ", phoneNum=" + phoneNum + "]";
    }


}

测试类：

package fanshe.field;
import java.lang.reflect.Field;
/*
 * 获取成员变量并调用：
 * 
 * 1.批量的
 *      1).Field[] getFields():获取所有的"公有字段"
 *      2).Field[] getDeclaredFields():获取所有字段，包括：私有、受保护、默认、公有；
 * 2.获取单个的：
 *      1).public Field getField(String fieldName):获取某个"公有的"字段；
 *      2).public Field getDeclaredField(String fieldName):获取某个字段(可以是私有的)
 * 
 *   设置字段的值：
 *      Field --> public void set(Object obj,Object value):
 *                  参数说明：
 *                  1.obj:要设置的字段所在的对象；
 *                  2.value:要为字段设置的值；
 * 
 */
public class Fields {

        public static void main(String[] args) throws Exception {
            //1.获取Class对象
            Class stuClass = Class.forName("fanshe.field.Student");
            //2.获取字段
            System.out.println("************获取所有公有的字段********************");
            Field[] fieldArray = stuClass.getFields();
            for(Field f : fieldArray){
                System.out.println(f);
            }
            System.out.println("************获取所有的字段(包括私有、受保护、默认的)********************");
            fieldArray = stuClass.getDeclaredFields();
            for(Field f : fieldArray){
                System.out.println(f);
            }
            System.out.println("*************获取公有字段**并调用***********************************");
            Field f = stuClass.getField("name");
            System.out.println(f);
            //获取一个对象
            Object obj = stuClass.getConstructor().newInstance();//产生Student对象--》Student stu = new Student();
            //为字段设置值
            f.set(obj, "刘德华");//为Student对象中的name属性赋值--》stu.name = "刘德华"
            //验证
            Student stu = (Student)obj;
            System.out.println("验证姓名：" + stu.name);


            System.out.println("**************获取私有字段****并调用********************************");
            f = stuClass.getDeclaredField("phoneNum");
            System.out.println(f);
            f.setAccessible(true);//暴力反射，解除私有限定
            f.set(obj, "18888889999");
            System.out.println("验证电话：" + stu);

        }
    }

后台输出：

************获取所有公有的字段********************
public java.lang.String fanshe.field.Student.name
************获取所有的字段(包括私有、受保护、默认的)********************
public java.lang.String fanshe.field.Student.name
protected int fanshe.field.Student.age
char fanshe.field.Student.sex
private java.lang.String fanshe.field.Student.phoneNum
*************获取公有字段**并调用***********************************
public java.lang.String fanshe.field.Student.name
验证姓名：刘德华
**************获取私有字段****并调用********************************
private java.lang.String fanshe.field.Student.phoneNum
验证电话：Student [name=刘德华, age=0, sex=

由此可见
调用字段时：需要传递两个参数：
Object obj = stuClass.getConstructor().newInstance();//产生Student对象–》Student stu = new Student();
//为字段设置值
f.set(obj, “刘德华”);//为Student对象中的name属性赋值–》stu.name = “刘德华”
第一个参数：要传入设置的对象，第二个参数：要传入实参。

（4）获取成员方法并调用

student类：

package fanshe.method;

public class Student {
    //**************成员方法***************//
    public void show1(String s){
        System.out.println("调用了：公有的，String参数的show1(): s = " + s);
    }
    protected void show2(){
        System.out.println("调用了：受保护的，无参的show2()");
    }
    void show3(){
        System.out.println("调用了：默认的，无参的show3()");
    }
    private String show4(int age){
        System.out.println("调用了，私有的，并且有返回值的，int参数的show4(): age = " + age);
        return "abcd";
    }
}

测试类：

package fanshe.method;

import java.lang.reflect.Method;

/*
 * 获取成员方法并调用：
 * 
 * 1.批量的：
 *      public Method[] getMethods():获取所有"公有方法"；（包含了父类的方法也包含Object类）
 *      public Method[] getDeclaredMethods():获取所有的成员方法，包括私有的(不包括继承的)
 * 2.获取单个的：
 *      public Method getMethod(String name,Class<?>... parameterTypes):
 *                  参数：
 *                      name : 方法名；
 *                      Class ... : 形参的Class类型对象
 *      public Method getDeclaredMethod(String name,Class<?>... parameterTypes)
 * 
 *   调用方法：
 *      Method --> public Object invoke(Object obj,Object... args):
 *                  参数说明：
 *                  obj : 要调用方法的对象；
 *                  args:调用方式时所传递的实参；
):
 */
public class MethodClass {

    public static void main(String[] args) throws Exception {
        //1.获取Class对象
        Class stuClass = Class.forName("fanshe.method.Student");
        //2.获取所有公有方法
        System.out.println("***************获取所有的”公有“方法*******************");
        stuClass.getMethods();
        Method[] methodArray = stuClass.getMethods();
        for(Method m : methodArray){
            System.out.println(m);
        }
        System.out.println("***************获取所有的方法，包括私有的*******************");
        methodArray = stuClass.getDeclaredMethods();
        for(Method m : methodArray){
            System.out.println(m);
        }
        System.out.println("***************获取公有的show1()方法*******************");
        Method m = stuClass.getMethod("show1", String.class);
        System.out.println(m);
        //实例化一个Student对象
        Object obj = stuClass.getConstructor().newInstance();
        m.invoke(obj, "刘德华");

        System.out.println("***************获取私有的show4()方法******************");
        m = stuClass.getDeclaredMethod("show4", int.class);
        System.out.println(m);
        m.setAccessible(true);//解除私有限定
        Object result = m.invoke(obj, 20);//需要两个参数，一个是要调用的对象（获取有反射），一个是实参
        System.out.println("返回值：" + result);


    }
}

后台输出：

***************获取所有的”公有“方法*******************
public void fanshe.method.Student.show1(java.lang.String)
public final void java.lang.Object.wait(long,int) throws java.lang.InterruptedException
public final native void java.lang.Object.wait(long) throws java.lang.InterruptedException
public final void java.lang.Object.wait() throws java.lang.InterruptedException
public boolean java.lang.Object.equals(java.lang.Object)
public java.lang.String java.lang.Object.toString()
public native int java.lang.Object.hashCode()
public final native java.lang.Class java.lang.Object.getClass()
public final native void java.lang.Object.notify()
public final native void java.lang.Object.notifyAll()
***************获取所有的方法，包括私有的*******************
public void fanshe.method.Student.show1(java.lang.String)
private java.lang.String fanshe.method.Student.show4(int)
protected void fanshe.method.Student.show2()
void fanshe.method.Student.show3()
***************获取公有的show1()方法*******************
public void fanshe.method.Student.show1(java.lang.String)
调用了：公有的，String参数的show1(): s = 刘德华
***************获取私有的show4()方法******************
private java.lang.String fanshe.method.Student.show4(int)
调用了，私有的，并且有返回值的，int参数的show4(): age = 20
返回值：abcd

由此可见：
m = stuClass.getDeclaredMethod(“show4”, int.class);//调用制定方法（所有包括私有的），需要传入两个参数，第一个是调用的方法名称，第二个是方法的形参类型，切记是类型。
System.out.println(m);
m.setAccessible(true);//解除私有限定
Object result = m.invoke(obj, 20);//需要两个参数，一个是要调用的对象（获取有反射），一个是实参
System.out.println(“返回值：” + result);//

后台输出：

***************获取所有的”公有“方法*******************
public void fanshe.method.Student.show1(java.lang.String)
public final void java.lang.Object.wait(long,int) throws java.lang.InterruptedException
public final native void java.lang.Object.wait(long) throws java.lang.InterruptedException
public final void java.lang.Object.wait() throws java.lang.InterruptedException
public boolean java.lang.Object.equals(java.lang.Object)
public java.lang.String java.lang.Object.toString()
public native int java.lang.Object.hashCode()
public final native java.lang.Class java.lang.Object.getClass()
public final native void java.lang.Object.notify()
public final native void java.lang.Object.notifyAll()
***************获取所有的方法，包括私有的*******************
public void fanshe.method.Student.show1(java.lang.String)
private java.lang.String fanshe.method.Student.show4(int)
protected void fanshe.method.Student.show2()
void fanshe.method.Student.show3()
***************获取公有的show1()方法*******************
public void fanshe.method.Student.show1(java.lang.String)
调用了：公有的，String参数的show1(): s = 刘德华
***************获取私有的show4()方法******************
private java.lang.String fanshe.method.Student.show4(int)
调用了，私有的，并且有返回值的，int参数的show4(): age = 20
返回值：abcd

其实这里的成员方法：在模型中有属性一词，就是那些setter（）方法和getter()方法。还有字段组成，这些内容在内省中详解。

（5）反射main方法

student类：

package fanshe.main;

public class Student {

    public static void main(String[] args) {
        System.out.println("main方法执行了。。。");
    }
}

测试类：

package fanshe.main;

import java.lang.reflect.Method;

/**
 * 获取Student类的main方法、不要与当前的main方法搞混了
 */
public class Main {

    public static void main(String[] args) {
        try {
            //1、获取Student对象的字节码
            Class clazz = Class.forName("fanshe.main.Student");

            //2、获取main方法
             Method methodMain = clazz.getMethod("main", String[].class);//第一个参数：方法名称，第二个参数：方法形参的类型，
            //3、调用main方法
            // methodMain.invoke(null, new String[]{"a","b","c"});
             //第一个参数，对象类型，因为方法是static静态的，所以为null可以，第二个参数是String数组，这里要注意在jdk1.4时是数组，jdk1.5之后是可变参数
             //这里拆的时候将  new String[]{"a","b","c"} 拆成3个对象。。。所以需要将它强转。
             methodMain.invoke(null, (Object)new String[]{"a","b","c"});//方式一
            // methodMain.invoke(null, new Object[]{new String[]{"a","b","c"}});//方式二

        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        }


    }
}

后台输出：
main方法执行了。。。

（6）反射方法的其它使用之—通过反射运行配置文件内容

student类：

public class Student {
    public void show(){
        System.out.println("is show()");
    }
}

配置文件以txt文件为例子（pro.txt）：

className = cn.fanshe.Student
methodName = show

测试类：

import java.io.FileNotFoundException;
import java.io.FileReader;
import java.io.IOException;
import java.lang.reflect.Method;
import java.util.Properties;

/*
 * 我们利用反射和配置文件，可以使：应用程序更新时，对源码无需进行任何修改
 * 我们只需要将新类发送给客户端，并修改配置文件即可
 */
public class Demo {
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        //通过反射获取Class对象
        Class stuClass = Class.forName(getValue("className"));//"cn.fanshe.Student"
        //2获取show()方法
        Method m = stuClass.getMethod(getValue("methodName"));//show
        //3.调用show()方法
        m.invoke(stuClass.getConstructor().newInstance());

    }

    //此方法接收一个key，在配置文件中获取相应的value
    public static String getValue(String key) throws IOException{
        Properties pro = new Properties();//获取配置文件的对象
        FileReader in = new FileReader("pro.txt");//获取输入流
        pro.load(in);//将流加载到配置文件对象中
        in.close();
        return pro.getProperty(key);//返回根据key获取的value值
    }
}

后台输出：
is show()

需求：
当我们升级这个系统时，不要Student类，而需要新写一个Student2的类时，这时只需要更改pro.txt的文件内容就可以了。代码就一点不用改动

要替换的student2类：

public class Student2 {
    public void show2(){
        System.out.println("is show2()");
    }
}

配置文件更改为：

className = cn.fanshe.Student2
methodName = show2

后台输出：
is show2();

（7）反射方法的其它使用之—通过反射越过泛型检查

泛型用在编译期，编译过后泛型擦除（消失掉）。所以是可以通过反射越过泛型检查的
测试类：

import java.lang.reflect.Method;
import java.util.ArrayList;

/*
 * 通过反射越过泛型检查
 * 
 * 例如：有一个String泛型的集合，怎样能向这个集合中添加一个Integer类型的值？
 */
public class Demo {
    public static void main(String[] args) throws Exception{
        ArrayList<String> strList = new ArrayList<>();
        strList.add("aaa");
        strList.add("bbb");

    //  strList.add(100);
        //获取ArrayList的Class对象，反向的调用add()方法，添加数据
        Class listClass = strList.getClass(); //得到 strList 对象的字节码 对象
        //获取add()方法
        Method m = listClass.getMethod("add", Object.class);
        //调用add()方法
        m.invoke(strList, 100);

        //遍历集合
        for(Object obj : strList){
            System.out.println(obj);
        }
    }
}

后台输出：
aaa
bbb
100

（8）反射机制性能问题

• 启用和禁用访问安全检查的开关，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，值为false这指示反射的对象应该实施java语言的访问检查，并不是为true就能访问false就不能访问。
• 禁止安全检查，可以提高反射的运行速度
• 可以考虑使用：cglib/javaassist字节码操作

package com.lyy.test;

import java.lang.reflect.Method;
<strong style="font-size: 18px;">
</strong>import com.lyy.test.bean.User;


/**
 * 普通类调用 反射调用进行安全检查 反射调用不进行安全检查
 * @author lyy
 *
 */
public class Demo6 {

    public static void test01(){
        User u = new User();

        long startTime = System.currentTimeMillis();

        for (int i = 0; i < 1000000000L; i++) {
            u.getUname();
        }

        long endTime = System.currentTimeMillis();
        System.out.println("普通方法调用 ，执行10亿次，耗时为："+(endTime-startTime)+"ms"); 
    }

    public static void test02() throws Exception{
        User u = new User();
        Class clazz = u.getClass();
        Method m = clazz.getDeclaredMethod("getUname", null);
//      m.setAccessible(true);

        long startTime = System.currentTimeMillis();

        for (int i = 0; i < 1000000000L; i++) {
            m.invoke(u, null);
        }

        long endTime = System.currentTimeMillis();
        System.out.println("反射动态方法调用 ，执行10亿次，耗时为："+(endTime-startTime)+"ms");
    }

    public static void test03() throws Exception{
        User u = new User();
        Class clazz = u.getClass();
        Method m = clazz.getDeclaredMethod("getUname", null);
        m.setAccessible(true);  //不需要执行访问安全检查

        long startTime = System.currentTimeMillis();

        for (int i = 0; i < 1000000000L; i++) {
            m.invoke(u, null);
        }

        long endTime = System.currentTimeMillis();
        System.out.println("反射方法调用，跳过安全检查 ，执行10亿次，耗时为："+(endTime-startTime)+"ms");
    }


    public static void main(String[] args) throws Exception {
        test01();
        test02();
        test03();
    }
}

（9）动态字节码操作

java动态性的两种常见实现方式：

• 字节码操作
• 反射

运行时操作字节码可以让我们实现如下功能：

• 动态生成新的类
• 动态改变某个类的结构（添加/删除/修改 新的属性/方法）

优势：

• 比反射开销小，性能高
• JAVAssist性能高于反射，低于ASM

JAVAssist库的API详解

• javassist的最外层的API和JAVA的反射包中的API颇为类型
• 它主要由CtClass、CtMethod、以及CtField几个类组成。用以执行和JDK反射API中java.lang.Class，java.lang.reflect.Method，java.lang.reflect.Method.Field相同的操作

package com.lyy.test;

import javassist.CannotCompileException;
import javassist.ClassPool;
import javassist.CtClass;
import javassist.CtConstructor;
import javassist.CtField;
import javassist.CtMethod;
import javassist.NotFoundException;

/**
 * 测试使用Javasost生成一个新的类
 * @author lyy
 *
 */
public class Demo1 {
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        ClassPool pool = ClassPool.getDefault();
        CtClass cc = pool.makeClass("com.lyy.test.Emp1");

        //创建属性
        CtField f1 = CtField.make("private int empno;", cc);
        CtField f2 = CtField.make("private String ename;", cc);

        cc.addField(f1);
        cc.addField(f2);

        //创建方法
        CtMethod c1 = CtMethod.make("public int getEmpno(){return empno;}", cc);
        CtMethod c2 =CtMethod.make("public void setEmpno(int empno){this.empno=empno;}", cc);
        cc.addMethod(c1);
        cc.addMethod(c2);
//      6228480799439345478
        //添加构造器
        CtConstructor constu = new CtConstructor(new CtClass[]{CtClass.intType,pool.get("java.lang.String")}, cc);
        constu.setBody("{this.empno=empno;this.ename=ename;}");
        cc.addConstructor(constu);
        cc.writeFile("E:/myjava");//将上面构造好的类写入到e:/myjava下
        System.out.println("sucess！");
    }
}

package com.lyy.test;

@Author(name="lyy", year=2016)
public class Emp {
    private int empno;
    private String ename;

    public void sayHello(int a){
        System.out.println("sayHello，"+a);
    }

    public int getEmpno() {
        return empno;
    }
    public void setEmpno(int empno) {
        this.empno = empno;
    }
    public String getEname() {
        return ename;
    }
    public void setEname(String ename) {
        this.ename = ename;
    }
    public Emp() {
        super();
    }
    public Emp(int empno, String ename) {
        super();
        this.empno = empno;
        this.ename = ename;
    }


}

package com.lyy.test;

import java.io.IOException;
import java.lang.reflect.Constructor;
import java.lang.reflect.Method;
import java.lang.reflect.Modifier;
import java.util.Arrays;

import javassist.CannotCompileException;
import javassist.ClassPool;
import javassist.CtClass;
import javassist.CtConstructor;
import javassist.CtField;
import javassist.CtMethod;
import javassist.CtNewMethod;
import javassist.NotFoundException;

/**
 * 测试javassist的API
 * @author lyy
 *
 */
public class Demo2 {
    /**
     * 处理类的基本用法
     * @throws NotFoundException 
     * @throws CannotCompileException 
     * @throws IOException 
     */
    public static void test1() throws NotFoundException, IOException, CannotCompileException{
        ClassPool pool = ClassPool.getDefault();
        CtClass cc = pool.get("com.lyy.test.Emp");

        byte[] bytes = cc.toBytecode();
        System.out.println(Arrays.toString(bytes));
        System.out.println(cc.getName());//获取类名
        System.out.println(cc.getSimpleName());//获取简要类名;
        System.out.println(cc.getSimpleName());//获取父类
        System.out.println(cc.getInterfaces());//获得接口

    }

    /**
     * 测试产生新的方法
     * @return
     * @throws Exception 
     */
    public static void test2() throws Exception{
        ClassPool pool = ClassPool.getDefault();
        CtClass cc = pool.get("com.lyy.test.Emp");

//      CtMethod ms = CtNewMethod.make("public int add(int a ,int b){return a+b;}", cc);

        CtMethod m = new CtMethod(CtClass.intType,"add",
            new CtClass[]{CtClass.intType,CtClass.intType}, cc);

        m.setModifiers(Modifier.PUBLIC);
        m.setBody("{System.out.println(\"www.lyy.cm\");return $1+$2;}");

        cc.addMethod(m);

        //通过反射调用新生成的方法
        Class cls = cc.toClass();
        Object obj = cls.newInstance();//通过调用Emp无参构造器，创建新的Emp对象
        Method me = cls.getDeclaredMethod("add", int.class,int.class);
        Object result = me.invoke(obj, 200,300);
        System.out.println(result);

    }

    /**
     * 修改已有的方法的信息，修改方法的内容
     * @throws Exception
     */
    public static void test3() throws Exception{
        ClassPool pool = ClassPool.getDefault();
        CtClass cc = pool.get("com.lyy.test.Emp");

        CtMethod cm = cc.getDeclaredMethod("sayHello",new CtClass[]{CtClass.intType});
        cm.insertBefore("System.out.println($1);System.out.println(\"Start！！！\");");
        cm.insertAt(8, "int b = 3;System.out.println(\"b=\"+b);");
        cm.insertAfter("System.out.println(\"and\");");

        //通过反射调用新生成的方法
        Class cls = cc.toClass();
        Object obj = cls.newInstance();//通过调用Emp无参构造器，创建新的Emp对象
        Method me = cls.getDeclaredMethod("sayHello", int.class);
        Object result = me.invoke(obj, 300);
//      System.out.println(result);
    }

    /**
     * 属性的操作
     * @throws Exception
     */
    public static void test4() throws Exception{
        ClassPool pool = ClassPool.getDefault();
        CtClass cc = pool.get("com.lyy.test.Emp");

//      CtField fl = CtField.make("private int empno", cc);

        CtField f2 = new CtField(CtClass.intType,"salary",cc);

        f2.setModifiers(Modifier.PRIVATE);
        cc.addField(f2);

//      cc.getDeclaredField("ename");   //获取指定的属性

        //增加相应的set和get方法
        cc.addMethod(CtNewMethod.getter("getSalary", f2));
        cc.addMethod(CtNewMethod.getter("setSalary", f2));

    }

    /**
     * 构造方法的操作
     * @throws NotFoundException
     */
    public static void test5() throws Exception{
        ClassPool pool = ClassPool.getDefault();
        CtClass cc = pool.get("com.lyy.test.Emp");

        CtConstructor[] cs = cc.getConstructors();
        for(CtConstructor c:cs){
            System.out.println(c.getLongName());
            c.insertAfter("System.out.println(\"666\");");
        }

    }

    public static void test6() throws Exception{
        CtClass cc =ClassPool.getDefault().get("com.lyy.test.Emp");
        Object[] all = cc.getAnnotations();
        Author a = (Author)all[0];
        String name = a.name();
        int year = a.year();
        System.out.println("name："+name+"，year："+year);


    }

public static void main(String[] args) throws Exception {
//  test1();
    test6();
}
}

package com.lyy.test;

public @interface Author {
    String name();
    int year();
}

JAVAssist库的API的局限性

JDK 5.0的新语法不支持（包括泛型、枚举）不支持注解修改，但可以通过底层的javassist类解决，具体参考;javassist.bytecode.annotation

• 不支持数据的初始化，如String[]{“1”,”2”}，除非数组的容易为1
• 不支持内部类和匿名类
• 不支持continue和break表达式
• 对于继承关系 有些不支持 例如

calss A{}

class B extends A{}

class C extends B{}