19.反射

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本文深入讲解Java反射机制的基础概念及应用场景，包括如何获取类的信息、构造方法和成员方法等内容，并提供了一个通过配置文件动态执行类和方法的示例。

反射

1.反射定义

反射是框架的灵魂,
什么是框架?
- 我们之前写一些功能都是通过最底层的代码去实现这些功能,为了提高开发效率,公司里面都是需要用到框架去开发,所谓java框架就是通过java语言给你封装了一个半成品,那你基于这个框架平台去开发能够节省很多的代码提高工作的效率。基本上所有的开发语言都会有不同的框架,比如学习前端我们最底层javascript,基于javascript的框架vue、jquery、bootstrap等等,java的框架比如现在流行的ssm、springboot、springcloud等等。
java的框架基本上都是通过反射实现的
反射:将类的各个组成部分封装为其他对象.这就是反射机制.
- 在运行状态中,对于任意一个类,都能够获取到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(包括私有的方法和属性);这种动态获取信息以及动态调用对象的方法的功能就称为java的反射机制。通俗点讲,我们可以通过java反射技术,所有的类对我们来讲都是透明的,我们想要获取任意类的属性和方法都可以!
- 要想实现反射机制,就必须先获取该类的字节码文件对象(.class),通过字节码对象,就能够通过字节码的类中的方法获取到我们想要的信息(方法、属性、类名、父类名、所有实现的接口、构造方法等等)；
- 每一个类对应着一个字节码文件也就对应着一个class类的对象,也就是字节码文件对象。
java代码在计算机中经历的三个阶段,分别是:
1. 源代码阶段(编写代码时期)
2. class类对象阶段(保存运行的时候首先类加载器加载编译源代码后加载到内存)
3. runtime运行时阶段(运行到需要创建对象的代码的时候才会在内存开辟创建对象空间)
如图

在这里插入图片描述

反射的好处:
1. 我们可以通过反射封装自己所需的框架
2. 可以在程序运行的过程中操作这个对象(操作属性、方法等)
3. 可以解耦合(不要让代码堆积在一块),提高程序的扩展性。

2.获取class对象(字节码对象)

要想获取到Person这个类里面所有的属性、方法、构造方法等首先要获取它的字节码对象

获取class有三种方式
- 方式1:class.forName(“全类名”);
```
Class cla1 = Class.forName("com.wu.entity.Person");
System.out.println(cla1);
```
  多用于配置文件,将类名定义在配置文件中,读取文件加载类
- 方式2:类名.class
```
Class cla2 = Person.class;
System.out.println(cla2);
```
  多用于对象的传参
  
  比如:Logger logger = Logger.getLogger(Person.class)
- 方式3:对象.getClass
```
Person p = new Person();
Class cla3 = p.getClass();
System.out.println(cla3);
```
  多用于对象的获取字节码的方式

案例

Person类

public class Person {
	private String name;
	private int age;
	public String a;
	public String b;
}

测试

public class Test {
	public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException {
		//要想获取到Person这个类里面所有的属性、方法、构造方法等首先要获取它的字节码对象
		//方式1:class.forName("全类名");
		Class cla1 = Class.forName("com.wu.entity.Person");
		System.out.println(cla1);
		//方式2:Person.class
		Class cla2 = Person.class;
		System.out.println(cla2);
		//方式3:对象.getClass
		Person p = new Person();
		Class cla3 = p.getClass();
		System.out.println(cla3);
		
		//获取到的字节码对象(class对象)是同一个对象吗?
		//结论:是,因为同一个字节码文件(.class)在一次程序运行过程中,只会被加载一次,
		//不论通过哪一种方式获取的class对象都是同一个对象
		System.out.println(cla1==cla2);
		System.out.println(cla2==cla3);
	}
}

结论

字节码class对象只有一个!
因为同一个字节码文件(.class)在一次程序运行过程中,只会被加载一次,不论通过哪一种方式获取的class对象都是同一个对象

获取到了class字节码对象后,我们就可以通过class字节码对象获取到类的属性、方法、构造方法、父类等等。

3.通过Class对象获取类的信息

测试

import java.lang.reflect.Field;

public class Test {
	public static void main(String[] args) throws Exception {
		Class<Person> personClass = Person.class;
		//通过person类型的字节码对象调用getFields()获取到person类的所有public修饰的成员变量
		Field[] fields = personClass.getFields();
		for (Field field : fields) {
			System.out.println(field);
		}
		System.out.println("===================");
		//getField("a")获取Person类public修饰的属性a
		Field a = personClass.getField("a");
		System.out.println(a);
		
		//获取到这些属性有啥用?当然是获取或者修改的值。
		Person per = new Person();
		//获取到Person类属性a里面的值
		Object aValue = a.get(per);
		System.out.println(aValue);
		
		//修改Person类属性a里面的值
		a.set(per, "张三");
		System.out.println(per);
		
		System.out.println("==========================");
		Field[] declareadFields = personClass.getDeclaredFields();
		for (Field field : declareadFields) {
			System.out.println(field);
		}
		
		Field fieldName = personClass.getDeclaredField("name");
		//报错:java.lang.IllegalAccessException是因此不能访问私有的属性
		//解决办法,通过暴力反射
		//访问之前先忽略访问修饰符的安全检查,就叫暴力反射
		fieldName.setAccessible(true);
		String name = (String)fieldName.get(per);
		System.out.println("姓名是"+name);
		
		fieldName.set(per, "李四");
		System.out.println(per);
		
	}
}

结果

public java.lang.String com.wu2.entity.Person.a
public java.lang.String com.wu2.entity.Person.b
public java.lang.String com.wu2.entity.Person.c
public java.lang.String com.wu2.entity.Person.d
===================
public java.lang.String com.wu2.entity.Person.a
吴
Person [name=null, age=0, a=张三, b=null, c=null, d=null]
==========================
private java.lang.String com.wu2.entity.Person.name
private int com.wu2.entity.Person.age
public java.lang.String com.wu2.entity.Person.a
public java.lang.String com.wu2.entity.Person.b
public java.lang.String com.wu2.entity.Person.c
public java.lang.String com.wu2.entity.Person.d
姓名是null
Person [name=李四, age=0, a=张三, b=null, c=null, d=null]

4.通过class类对象获取构造方法

获取构造方法的作用是创建对象

public class Test {
	public static void main(String[] args) throws Exception {
		//获取Class对象
		Class personClass = Person.class;
		//getConstructor(String.class,int.class)获取到参数为String,int的那个构造方法
		Constructor constructor = personClass.getConstructor(String.class,int.class);
		System.out.println(constructor);
		
		//获取构造方法作用:创建对象!
		Person person = (Person)constructor.newInstance("张三",18);
		System.out.println(person);
		
		//获取空对象
		Constructor constructor2 = personClass.getConstructor();
		Person person2 = (Person)constructor2.newInstance();
		System.out.println(person2);
		
		//获取空对象,可以简化如下
		Person person3 = (Person)personClass.newInstance();
		System.out.println(person3);
	}
}

5.通过class类对象获取成员方法

获取成员方法作用是执行方法

import java.lang.reflect.Method;

public class Test {
	public static void main(String[] args) throws Exception {
		//获取Class对象
		Class<Person> personClass = Person.class;
		//获取public修饰的方法
		Method eat_method = personClass.getMethod("eat");
		Person person = new Person();
		//通过invoke()方法来执行获取到的方法
		eat_method.invoke(person);
		
		Method eat_method2 = personClass.getMethod("eat",String.class);
		eat_method2.invoke(person, "牛排");
		
		//getDeclaredMethod获取所有定义的方法
		Method eat_method3 = personClass.getDeclaredMethod("sleep");
		eat_method3.setAccessible(true);
		eat_method3.invoke(person);
        
		System.out.println("======================");
		//获取Peraon以及父类的所有方法
		Method[] methods = personClass.getMethods();
		for (Method method : methods) {
//			System.out.println(method);
			String methodName = method.getName();
			System.out.println("方法名"+methodName);
		}
        
		System.out.println("======================");
		//获取所有定义的方法
		Method[] methods2 = personClass.getDeclaredMethods();
		for (Method method : methods2) {
//			System.out.println(method);
			String methodName = method.getName();
			System.out.println("方法名"+methodName);
		}
		
		//获取类名
		String className = personClass.getName();
		System.out.println(className);
	}
}

上机案例:

写一个"框架’,我们通过properties配置需要执行的类和方法,然后我们获取到配置信息中配置的信息通过反射机制执行。

实体类

public class Person {
	private String name;
	private int age;
	public String a = "吴";
	public String b;
	public String c;
	public String d;
	
	public Person() {
		super();
	}

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

	@Override
	public String toString() {
		return "Person [name=" + name + ", age=" + age + ", a=" + a + ", b=" + b + ", c=" + c + ", d=" + d + "]";
	}
	
	public void eat() {
		System.out.println("eat--");
	}
	
	public void eat(String food) {
		System.out.println("eat--"+food);
	}
	
	private void sleep() {
		System.out.println("睡觉zzzz");
	}
}

创建pro.properties文件

className=com.wu.entity.Person
methodName=eat

测试

public class Test {
	public static void main(String[] args) {
		Properties pro = new Properties();
		try {
			//加载pro.properties配置文件
			InputStream is = Test.class.getClassLoader().getResourceAsStream("pro.properties");
			pro.load(is);
			
			//1.根据键获取到pro.properties配置的值
			String className = pro.getProperty("className");
			String methodName = pro.getProperty("methodName");
			//2.创建class字节码对象
			Class<?> cls = Class.forName(className);
			//创建实例对象
			Object obj = cls.newInstance();
			//得到对象方法
			Method method = cls.getMethod(methodName,String.class);
			method.invoke(obj, "牛排");
		} catch (Exception e) {
			e.printStackTrace();
		} 
	}
}