反射机制
摘自：https://www.bilibili.com/video/BV1p4411P7V3
动态语言与静态语言
动态语言：是一类运行时能改变其结构的语言
静态 ：运行时结构不可变的语言
Java不是动态语言，但是Java可以称为准动态语言，即Java有一定的动态性，可以利用反射机制获取类似动态语言的特性
Java Reflecttion
反射是Java被视为动态语言的关键，反射机制允许程序在执行期借助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
Class c = Class.forName("java.lang.String")
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，所以我们称之为反射
正常方式：引入需要的“包类”名称 -> 通过new实例化 -> 取得实例化对象
反射方式：实例化对象 -> getClass()方法 -> 得到完整的“包类”名称
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
- 在运行时处理注解
- 在运行时获取泛型信息
- 生成动态代理
反射的优点和缺点
优点：可以动态创建对象和编译，体现出很大的灵活性
缺点：对性能有影响，使用反射基本上是一种解释操作，我们可以告诉Jvm，我们希望做什么并且它满足我们的要求，这类操作总是慢于直接执行相同的操作
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
运用代码
package Test;
//什么叫反射
public class Test2 {
public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException {
//通过反射获取类的class对象
Class c1 = Class.forName("Test.User");
//一个类在内存中只有一个Class对象
//一个类被加载后，整个类的结构都会被封装在Class对象中
System.out.println(c1);//class Test.User
}
}
//实体类
class User{
private String name;
private int id;
private int age;
@Override
public String toString() {
return "User{" +
"name='" + name + '\'' +
", id=" + id +
", age=" + age +
'}';
}
public User(String name, int id, int age) {
this.name = name;
this.id = id;
this.age = age;
}
public String getName() {
return name;
}
public void setName(String name) {
this.name = name;
}
public int getId() {
return id;
}
public void setId(int id) {
this.id = id;
}
public int getAge() {
return age;
}
public void setAge(int age) {
this.age = age;
}
Class类
在Object类定义了以下方法，此方法将被所有子类继承
public final Class getClass()
此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都为其保留了一个不变的Class类型对象。
- 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.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可以完整得到一个类中的所有被加载结构
- 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
Class类的常用方法
获取Class类的实例（五种方法）
一. 已知具体类，通过类的Class属性获取，该方法最为安全可靠，程序性能最高
Class clazz = Person.class;
二. 已知某个类的实例，调用该实例的getClass()方法获取Class对象
Class clazz = person.getClass();
三. 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
Class clazz = Class.forName("demo01.Student")
四. 内置基本数据类型可以直接用类名.Type
五.ClassLoader
package Test;
public class Test3 {
public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException {
Person person = new Student();
System.out.println("这个人是" + person.name);
//方式一：通过对象获得
Class c1 = person.getClass();
System.out.println(c1.hashCode());
//方式二：forname获得
Class c2 = Class.forName("Test.Student");
System.out.println(c2.hashCode());
//方式三：通过类名.class 获得
Class<Student> c3 = Student.class;
System.out.println(c3.hashCode());
//返回的三个hashcode值相同
//获得父类类型
Class c4 = c2.getSuperclass();
System.out.println(c4);//class Test.Person
}
}
class Person{
String name;
@Override
public String toString() {
return "Person{" +
"name='" + name + '\'' +
'}';
}
public String getName() {
return name;
}
public void setName(String name) {
this.name = name;
}
public Person() {
}
public Person(String name) {
this.name = name;
}
}
class Student extends Person{
public Student() {
this.name = "学生";
}
}
class Teacher extends Person{
public Teacher() {
this.name = "老师";
}
}
那些类型可以有Class对象
- 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
- interface：接口
- []：数组
- enum：枚举
- annotation：注解
- primitive type：基本数据类型
- void
主要元素类型与维度一样，就是同一个Class
类加载内存分析
类加载过程
程序主动使用某个类时，如果该类还未被加载到内存中，则系统会通过如下三个步骤来对该类进行初始化
类的加载与ClassLoader的理解
-
加载：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，然后生成一个代表这个类的java.lang.Class对象
-
链接：将Java类的二进制代码合并到JVM的运行状态之中的过程
- 验证：确保加载的类信息符合JVM规范，没有安全方面的问题
- 准备：正式为类变量（static）分配内存并设置类变量默认初始值阶段，这些内存都将在方法区中进行分配
- 解析：虚拟机常量池内的符号引用（常量名）替换为直接引用（地址）的过程
-
初始化：
- 执行类构造器()方法的过程。类构造器()方法是由编译期自动收集类中所有类变量的赋值动作和静态代码块中的语句合并产生的。（类构造器是构造类信息的，不是构造该类对象的构造器）
- 当初始化一个类的时候，如果发现其父类还没有进行初始化，会先触发其父类的初始化
- 虚拟机会保证一个类()方法在多线程环境中被正确加锁和同步
public class Demo04 { public static void main(String[] args) { A a=new A(); System.out.println(A.m);//100 /* 1.加载到内存，产生一个类对应Class对象 2.链接，链接结束后m=0 3.初始化 <clinit>(){ System. out . println( "A类静态代码块初始化") ; m = 300; m=100;4 } m=100 */ } } class A { static { System.out.println("A类静态代码块初始化"); m = 300; } static int m = 100; public A() { System.out.println("A类的参构造初始化"); } }
总结：
-
加载到内存，会产生一个类对应的Class对象
-
连接，链接结束后m = 0;
-
初始化
-
链接，链接结束后变量 = 0
-
初始化，调用()，变量 = 赋值时
什么时候会发生类的初始化
-
类的主动应用（一定会发生类的初始化）
- 当虚拟机启动时，先初始化main方法所在的类
- new一个类的对象
- 调用类的静态成员（除了final常量）和静态方法
- 使用java.lang.reflect包的方法对类进行反射调用
- 当初始化一个类，如果其父类没有被初始化，则会先初始化它的父类
-
类的被动引用（不会发生类的初始化）
- 当访问一个静态域时，只有真正声明这个类才会被初始化，如：当通过子类引用父类静态变量，不会导致子类初始化
- 通过数组定义引用，不会触发此类的初始化
- 引用常量不会触发此类的初始化（常量在链接阶段就存入调入类的常量池中了）
public class Demo05 {
static {
System.out.println("main类被加载");
}
public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException {
//1.主动引用
Son son = new Son();
/*
* main类被加载
* 父类被加载
* 子类被加载
* */
//反射也会产生主动引用
Class.forName ("com.reflection.Son");
/*
* main类被加载
* 父类被加载
* 子类被加载
* */
//不会产生类的引用的方法，
//即子类引用父类的静态变量，
//
//System.out.println(Son.b);
/*
* main类被加载
* 父类被加载
* 2
* */
//可以看出子类并没有被加载
//通过数组定义引用，不会触发此类的初始化
//Son[] array = new Son[5];
/*只有main类被加载*/
//引用常量不会触发此类的初始化（常量在链接阶段就存入调入类的常量池中了）
System.out.println(Son.M) ;
/*
* main类被加载
* 1
* */
}
}
class Father {
static int b = 2;
static {
System.out.println("父类被加载");
}
}
class Son extends Father {
static {
System.out.println("子类被加载");
}
static int m = 100;
static final int M = 1;
}
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
类加载器作用是把类（class）装载进内存中的，JVM规定定义了如下类型的类加载器
- 引导类加载器
- 扩展类加载器
- 系统类加载器
双亲委派机制：如果自己定义和jdk同名的类，运行时虚拟机会在系统的类加载器中寻找，再去扩展类加载器中寻找，再去根加载器中寻找，如果存在同名的类，会使用根加载器中的类，而不使用自己定义的类
package com.reflection;
public class Demo06 {
public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException {
//获取系统的类加载器
ClassLoader systemClassLoader = ClassLoader.getSystemClassLoader();
System.out.println(systemClassLoader);//sun.misc.Launcher$AppClassLoader@18b4aac2
//获取系统类加载器的父类加载器-->扩展类加载器
ClassLoader parent = systemClassLoader.getParent();
System.out.println(parent);//sun.misc.Launcher$ExtClassLoader@4554617c
//获取扩展类加载器的父类加载器- ->根加载器(C/c++)
ClassLoader grantparent = parent.getParent();
System.out.println(grantparent);//null
//测试当前类是哪个加载器加载的
ClassLoader classLoader = Class.forName("com.reflection.Demo06").getClassLoader();
System.out.println(classLoader);//sun.misc.Launcher$AppClassLoader@18b4aac2
//测试JDK内置的类是谁加载的
ClassLoader classLoader1 = Class.forName("java.lang.Object").getClassLoader();
System.out.println(classLoader1);//null
//如何获得系统类加载器可以加载的路径
System.out.println(System.getProperty("java.class.path"));
/*
* D:\Environment\java\jre\lib\charsets.jar;
* D:\Environment\java\jre\lib\deploy.jar;
* D:\Environment\java\jre\lib\ext\access-bridge-64.jar;
* D:\Environment\java\jre\lib\ext\cldrdata.jar;
* D:\Environment\java\jre\lib\ext\dnsns.jar;
* D:\Environment\java\jre\lib\ext\jaccess.jar;
* D:\Environment\java\jre\lib\ext\jfxrt.jar;
* D:\Environment\java\jre\lib\ext\localedata.jar;
* D:\Environment\java\jre\lib\ext\nashorn.jar;
* D:\Environment\java\jre\lib\ext\sunec.jar;
* D:\Environment\java\jre\lib\ext\sunjce_provider.jar;
* D:\Environment\java\jre\lib\ext\sunmscapi.jar;
* D:\Environment\java\jre\lib\ext\sunpkcs11.jar;
* D:\Environment\java\jre\lib\ext\zipfs.jar;
* D:\Environment\java\jre\lib\javaws.jar;
* D:\Environment\java\jre\lib\jce.jar;
* D:\Environment\java\jre\lib\jfr.jar;
* D:\Environment\java\jre\lib\jfxswt.jar;
* D:\Environment\java\jre\lib\jsse.jar;
* D:\Environment\java\jre\lib\management-agent.jar;
* D:\Environment\java\jre\lib\plugin.jar;
* D:\Environment\java\jre\lib\resources.jar;
* D:\Environment\java\jre\lib\rt.jar;
* D:\project\java-design\out\production\design02;
* D:\IDEA\IntelliJ IDEA 2020.1.1\lib\idea_rt.jar
*/
}
}
创建运行时类的对象
获取运行时类的完整结构
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
- 注解
package com.reflection;
import sun.reflect.misc.MethodUtil;
import java.lang.reflect.Constructor;
import java.lang.reflect.Field;
import java.lang.reflect.Member;
import java.lang.reflect.Method;
//获得类的信息
public class Demo07 {
public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException, NoSuchFieldException, NoSuchMethodException {
Class c1 = Class.forName("com.reflection.User");
//获得包名+类名
User user = new User();
Class c2 = user.getClass();
//获得类的信息
System.out.println(c1.getName());//获得包名+类名
System.out.println(c1.getSimpleName());//获得类名
//获得类的属性
System.out.println("=======================");
Field[] fields = c1.getFields();//获取类的公开属性和父类的公开属性
fields = c1.getDeclaredFields();//获取类的任何属性
for (Field field : fields) {
System.out.println(field);
}
//获得指定属性的值
Field name = c1.getDeclaredField("name");
System.out.println(name);
//获得类的方法
System.out.println("=========================");
Method[] methods = c1.getMethods();//获得本类和父类的所有public方法
for (Method method : methods) {
System.out.println("methods " + method);
}
System.out.println("=========================");
Method[] decmethods = c1.getDeclaredMethods();//获得本类的所有方法
for (Method method : decmethods) {
System.out.println("decmethods " + method);
}
//获得指定方法
//需要传参数的原因：存在重载，参数可找到指定的方法
System.out.println("=========================");
Method getName = c1.getMethod("getName", null);
Method setName = c1.getMethod("setName", String.class);
System.out.println(getName);
System.out.println(setName);
//获得构造器
System.out.println("=========================");
Constructor[] constructors = c1.getConstructors();
for (Constructor constructor : constructors) {
System.out.println("getConstructors " + constructor);
}
System.out.println("=========================");
Constructor[] constructors1 = c1.getDeclaredConstructors();
for (Constructor constructor : constructors1) {
System.out.println("getDeclaredConstructors " + constructors1);
}
//获得指定的构造器
Constructor getDeclaredConstructor = c1.getDeclaredConstructor(String.class, int.class);
System.out.println("指定构造器" + getDeclaredConstructor);
}
}
- 在实际的操作中, (取得类的信息的操作代码并不会经常开发)
- 一定要熟悉java.lang.reflect包的作用，反射机制。.
- 如何取得属性、方法、构造器的名称，修饰符等。
有了Class对象能做什么
创建类的对象：调用Class对象的newInstance()方法
-
类必须有一个无参数的构造器。
-
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？
**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：
- 通过Class类的getDeclaredConstructor(Class … parameterTypes)取得本类的指定形参类型的构造器
- 向构造器的形参中传递一一个对象数组进去，里面包含了构造器中所需的各个参数。
- 通过Constructor实例化对象
调用指定的方法
通过反射，调用类中的方法，通过Method类完成。
-
通过Class类的getMethod(String name,Clas…parameterTypes)方法取得一个Method对象，并设置此方法操作时所需要的参数类型。
-
之后使用Object invoke(Object obj, Object[] args)进行调用，并向方法中传递要设置的obj对象的参数信息。
}
}
1. 在实际的操作中, (取得类的信息的操作代码并不会经常开发)
2. 一定要熟悉java.lang.reflect包的作用，反射机制。.
3. 如何取得属性、方法、构造器的名称，修饰符等。
## 有了Class对象能做什么
**创建类的对象：调用Class对象的newInstance()方法**
- 类必须有一个无参数的构造器。
- 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？
**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
### 调用指定的方法
通过反射，调用类中的方法，通过Method类完成。
1. 通过Class类的getMethod(String name,Clas…parameterTypes)方法取得一个Method对象，并设置此方法操作时所需要的参数类型。
2. 之后使用Object invoke(Object obj, Object[] args)进行调用，并向方法中传递要设置的obj对象的参数信息。
扫一扫
1035
被折叠的 条评论
为什么被折叠?
到【灌水乐园】发言
