黑马程序员——Java新技术反射技术1

Java反射机制详解
本文深入讲解Java反射机制原理,介绍如何通过Class、Field、Method和Constructor对象操作原Java类的属性和方法。涵盖反射机制的基本概念、实现步骤及具体应用案例。

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首先说一下对Class类的理解:Java类包含基本的属性、方法和构造函数等内容,为了对Java类进行集中管理,Java又将Java类的内容类别作为属性信息封装成一个新的类——Field类(属性)、Method(方法类)、Constructor(构造方法类),最后,将这些类打包成一个新的对象即Class类。通过对应的getXxx()方法获取对象。

然后,反射其实就是通过Field、Method、Constructor对象的相关方法操作或者调用原Java类的属性或方法的过程。反射和Java类的作用过程归纳如下:

总结起来反射就是由类的字节码文件对象映射到原Java类内容的方式,然后通过映射出的结果调用方法执行功能。



Java中类首先会被编译生产一个二进制的字节码文件即.class文件,那么在运行时,jvm会将该字节码文件由硬盘加载到内存中,然后将class放到运行时数据区的方法区内,之后,在堆内存中建立该类的字节码文件对象——java.lang.Class,这个对象就是Class类,它封装了该类的字节码文件对象的内容、数据结构等信息。Java中的反射技术其实就是通过字节码文件对象解析出该类的属性和方法等信息。

反射机制的步骤:

1、获取该类的字节码文件对象——Class类

2、实例化对象,由Class类获取类的属性、方法或构造函数等内容,不同内容对应不同的实例化对象。

3、通过实例化对象引用的相关方法,访问原类中的属性、调用特定方法或构造函数等完成特定操作。

获取类的Class对象的方式有三种:1、类名.class,弊端是必须要明确该类。2、对象.getClass(),必须要创建该类对象才能使用。3、Class.forName(指定类名),扩展性很强最为常用。eg:

//创建一个String类型的对象,利用它来获取Class对象
String string=new String("reflect");

//利用类名来获取
Class strCls1=String.class;
//利用对象来获取
Class strCls2=string.getClass();
//利用forName方法来获取
Class strCls3=Class.forName("java.lang.String");
注意,以上三种方式获取的对象是同一个对象,因他们对应于同一个字节码文件。

反射技术的具体用法:

1、Field类(属性对象),通过Class对象的getField或getFields方法获得类的属性对象,然后,可以利用该对象提供的基本方法去访问具体的属性值等信息。

两个返回Field对象的重要方法(Class的方法):getField(obj)——返回的是类的公共成员,getDeclaredField(obj)——返回的是类的已声明的成员(包括私有成员),在访问对象的公有和私有成员的方式也会有所不同,eg:

Person per=new Person("gao",27);
Class perCls=Class.forName("Person");
Field fieldName=perCls.getField("name");
//对于public的属性可以调用get(per)直接返回该值
String strPerson=fieldName.get(per).toString();
//对于private类型的age,则不能直接返回,需要暴力反射——三步走:1、获得Filed对象时要调用getDeclaredField方法。
//2、调用field对象的setAccessible方法取消限制访问符的限制。3、最后再调用get方法获得其值。
Field fieldAge=perCls.getDeclaredField("age");
fieldAge.setAccessible(true);

//可以调用set方法来设置值

fieldAge.set(per,23);
System.out.println(fieldAge.get(per));

2、Constructor对象,通过调用Class对象的getConstructor()、getConstructors()、getDeclaredConstructor()及getDeclaredConstructors()等方法来得到。另外,如果想要使用无参构造方法实例化该类的对象还可以直接使用Class对象的newInstance()方法。

//反射构造函数
Constructor<Person> con=perCls.getConstructor(String.class,int.class);//通过传入指定参数类型的Class来确定返回哪个参数列表的构造方法。
Object person=con.newInstance("zhang",34);//通过调用Constructor对象的newInstance方法直接创建对象。

3、Method对象,通过调用Class对象的geMethod()、getMethods()、getDeclaredMethod()及getDeclaredMethods()等方法来得到。方法里面的参数是需要调用方法的参数列表对应的Class列表,最后调用Method对象的invoke方法来执行功能。

Method method=perCls.getMethod("setName",String.class);//返回Method对象,映射到setName方法
method.invoke(per,"zhang");//调用invoke方法,注意参数是操作的对象及需要传递的具体参数值。

import java.lang.reflect.*;
class ReflectDemo 
{
	public static void main(String[] args) throws Exception
	{
		Person per=new Person("gao",27);
		Class perCls=Class.forName("Person");
		Field fieldName=perCls.getField("name");
		//对于public的属性可以调用get(per)直接返回该值
		String strPerson=fieldName.get(per).toString();
		//对于private类型的age,则不能直接返回,需要暴力反射——三步走:1、获得Filed对象时要调用getDeclaredField方法。
		//2、调用field对象的setAccessible方法取消限制访问符的限制。3、最后再调用get方法获得其值。
		Field fieldAge=perCls.getDeclaredField("age");
		fieldAge.setAccessible(true);
		fieldAge.set(per,23);
		System.out.println(fieldAge.get(per));

		//反射构造函数
		Constructor<Person> con=perCls.getConstructor(String.class,int.class);
		Object person=con.newInstance("hehe",34);

		Method method=perCls.getMethod("setName",String.class);
		method.invoke(per,"zhang");

		System.out.println(person.toString());
		System.out.println(strPerson+fieldAge.get(per));

		
		//System.out.println(perCls);
	}
}
class Person
{
	public String name;
	private int age;

	public Person(String name,int age)
	{
		this.name=name;
		this.age=age;
	}

	public void setAge(int age)
	{
		this.age=age;
	}
	public void setName(String name)
	{
		this.name=name;
	}

	public String toString()
	{
		return "name:"+name+"--age:"+age;
	}
}


总结:我对反射技术的理解是就是通过属性类对象或方法类对象映射到原类的对应属性和方法上,进而进行有针对性的调用过程。


跟网型逆变器小干扰稳定性分析与控制策略优化研究(Simulink仿真实现)内容概要:本文围绕跟网型逆变器的小干扰稳定性展开分析,重点研究其在电力系统中的动态响应特性及控制策略优化问题。通过构建基于Simulink的仿真模型,对逆变器在不同工况下的小信号稳定性进行建模与分析,识别系统可能存在的振荡风险,并提出相应的控制优化方法以提升系统稳定性和动态性能。研究内容涵盖数学建模、稳定性判据分析、控制器设计与参数优化,并结合仿真验证所提策略的有效性,为新能源并网系统的稳定运行提供理论支持和技术参考。; 适合人群:具备电力电子、自动控制或电力系统相关背景,熟悉Matlab/Simulink仿真工具,从事新能源并网、微电网或电力系统稳定性研究的研究生、科研人员及工程技术人员。; 使用场景及目标:① 分析跟网型逆变器在弱电网条件下的小干扰稳定性问题;② 设计并优化逆变器外环与内环控制器以提升系统阻尼特性;③ 利用Simulink搭建仿真模型验证理论分析与控制策略的有效性;④ 支持科研论文撰写、课题研究或工程项目中的稳定性评估与改进。; 阅读建议:建议读者结合文中提供的Simulink仿真模型,深入理解状态空间建模、特征值分析及控制器设计过程,重点关注控制参数变化对系统极点分布的影响,并通过动手仿真加深对小干扰稳定性机理的认识。
### TCP传输原理与实现 TCP(Transmission Control Protocol)是一种面向连接的、可靠的、基于字节流的传输层协议。其核心原理是通过建立端到端的连接,确保数据在不可靠的网络中能够可靠地传输。TCP 使用确认机制、流量控制、拥塞控制等机制来保障数据的完整性和有序性。 在 Java 中,TCP 通信可以通过 `Socket` 和 `ServerSocket` 类实现。客户端使用 `Socket` 连接到服务器,服务器端使用 `ServerSocket` 监听连接请求。通信过程中,数据通过输入流和输出流进行传输。 #### 客户端实现 客户端的主要任务是与服务器建立连接,并通过输出流向服务器发送数据,同时可以通过输入流接收服务器的响应。例如: ```java Socket s = new Socket(InetAddress.getLocalHost(), 10004); OutputStream out = s.getOutputStream(); out.write("Hello TCPClient".getBytes()); InputStream is = s.getInputStream(); byte[] buffer = new byte[1024]; int len = is.read(buffer); System.out.println(new String(buffer, 0, len)); s.close(); ``` 该代码实现了客户端与服务器的连接,并发送了一条文本消息,同时接收服务器的响应[^1]。 #### 服务端实现 服务端通过 `ServerSocket` 监听指定端口,等待客户端连接。一旦连接建立,服务端通过输入流接收客户端发送的数据,并通过输出流向客户端发送响应。例如: ```java ServerSocket ss = new ServerSocket(10012); Socket s = ss.accept(); InputStream in = s.getInputStream(); byte[] buffer = new byte[1024]; int len = in.read(buffer); System.out.println(new String(buffer, 0, len)); PrintWriter out = new PrintWriter(s.getOutputStream(), true); out.println("<font color='red' size=7>客户端s你好</font>"); s.close(); ss.close(); ``` 该代码展示了如何在服务端接收客户端发送的数据,并向客户端发送 HTML 格式的响应[^3]。 #### TCP连接的建立与释放 TCP 连接的建立采用三次握手(Three-way Handshake): 1. 客户端发送 SYN(同步)报文给服务器,表示请求建立连接。 2. 服务器收到 SYN 报文后,发送 SYN-ACK(同步-确认)报文作为响应。 3. 客户端收到 SYN-ACK 后,发送 ACK(确认)报文,连接建立。 连接的释放采用四次挥手(Four-way Handshake): 1. 客户端发送 FIN(结束)报文,表示数据发送完成。 2. 服务器发送 ACK 报文,确认收到 FIN。 3. 服务器发送 FIN 报文,表示数据发送完成。 4. 客户端发送 ACK 报文,连接关闭。 #### TCP的可靠性机制 TCP 通过以下机制确保数据的可靠传输: - **确认机制**:接收方收到数据后,向发送方发送确认信息。 - **重传机制**:如果发送方未收到确认信息,则重传数据。 - **流量控制**:通过滑动窗口机制,控制发送速率,避免接收方缓冲区溢出。 - **拥塞控制**:通过慢启动、拥塞避免等算法,防止网络拥塞。 #### TCP的编程模型 TCP 编程模型通常包括以下几个步骤: 1. **创建 Socket**:客户端创建 `Socket` 对象,连接服务器;服务端创建 `ServerSocket` 对象,监听端口。 2. **获取流对象**:获取 `Socket` 的输入流和输出流,用于数据传输。 3. **数据读写**:通过输入流读取数据,通过输出流写入数据。 4. **关闭连接**:通信结束后,关闭 `Socket` 和流对象。 ### 示例代码:完整的 TCP 通信 以下是一个完整的 TCP 通信示例,包含客户端和服务端的代码。 #### 客户端代码 ```java import java.io.*; import java.net.*; public class TcpClient { public static void main(String[] args) { try { Socket socket = new Socket("localhost", 8888); OutputStream out = socket.getOutputStream(); out.write("Hello Server!".getBytes()); InputStream in = socket.getInputStream(); byte[] buffer = new byte[1024]; int len = in.read(buffer); System.out.println("Server response: " + new String(buffer, 0, len)); socket.close(); } catch (IOException e) { e.printStackTrace(); } } } ``` #### 服务端代码 ```java import java.io.*; import java.net.*; public class TcpServer { public static void main(String[] args) { try { ServerSocket serverSocket = new ServerSocket(8888); System.out.println("Server is listening on port 8888..."); Socket socket = serverSocket.accept(); InputStream in = socket.getInputStream(); byte[] buffer = new byte[1024]; int len = in.read(buffer); System.out.println("Client message: " + new String(buffer, 0, len)); OutputStream out = socket.getOutputStream(); out.write("Hello Client!".getBytes()); socket.close(); serverSocket.close(); } catch (IOException e) { e.printStackTrace(); } } } ``` ###
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