java反射

前言:为什么要学习反射,反射可以在程序运行的时候,动态的创建对象,那么这一个特性有什么好处呢?

              1.可以实现让框架替代我们创建对象,而且只创建一次,将其放到map中进行管理,需要的时候再拿出来用,可以防止写代码不规范,频繁的创建对象,导致内存泄漏

              2.可以减少代码的冗余,例如在web中,我们常会频繁的操作数据库,数据库的操作操作无非就是增删改查,以前我们会为每一个实体类都写一个操作数据库的dao,

                通过泛型,我们可以做如下的操作

               Class UserDao extends BaseDao<User>        

                 有了泛型,所有的Dao通过继承就可以共享BaseDao中的方法了,同时向BaseDao中动态传入实体类型,BaseDao解析实体类型,得到其字节码文件,再通过反射

                从字节码文件中得到我们想要的东西,比如类的属性字段的名称和值,通过动态的拼接不同的sql语句,就可以实现增删改查操作。


说了这么多,先解决一下第一个问题,其实也就是模拟一个简单的ioc

      1.模拟Ioc

            在模拟ioc容器时,我们要思考如下两个问题

            1.如何动态的获取我们需要的所有的字节码文件

            2.通过反射创建好对象,我们该如何进行管理


           //现在就第一个问题进行探讨

           通过我们配置的方式,将我们要创建的对象的信息放在其中,通过解析配置文件,得到字节码对应的字节码文件,动态的创建对象

          1.通过Properties文件进行配置

public class ReaderConfigureUtil {
	 Properties pro;
	 Map<String, Object> myMap;
	 private static ReaderConfigureUtil rcu;
	 private Class<?> c;
	 private ReaderConfigureUtil(){
		 init();
	 }
	 //懒汉式
	 public static ReaderConfigureUtil getInstance(){
		  if(rcu==null){
			  rcu=new ReaderConfigureUtil();
		  }
		  return rcu;
	 }
	 public void init(){
			// 1.得到文件的路径
			String path = this.getClass().getClassLoader()
					.getResource("ioc.properties").getPath();
			myMap = new HashMap<String, Object>();

			FileInputStream fi = null;
			// 创建一个属性类
			pro = new Properties();
			// 创建流对象
			try {
				fi = new FileInputStream(path);
				// 加载配置文件
				pro.load(fi);
			} catch (Exception e) {
				e.printStackTrace();
			} finally {
				// 关闭资源
				if (fi != null) {
					try {
						fi.close();
					} catch (IOException e) {
						e.printStackTrace();
					}
				}
			} 
	 }
	// 通过map装载数据
	public  void LoadingObject() {
		// 得到属性名,
		Enumeration<?> e = pro.propertyNames();
		String url = null;
		Object obj=null;
		String key=null;
		// 如果此枚举至少一个对象的时候,将返回下一个属性值
		while (e.hasMoreElements()) {
			//记录key
			String name;
			name=e.nextElement().toString();
			if(name.equals("id")){
				key=pro.getProperty(name);
				myMap.put(key, obj);
			}
			else if(name.equals("Class")){
			    url=pro.getProperty(name);
				obj=CreateObject(url);
			}
		}
		System.out.println(myMap);
	}
	/*
	 * 从Map中得到对象,key为键值
	 * */
	public Object getObject(String key){
		return myMap.get(key);
	}
	
	private  Object CreateObject(String url){
		Object o=null;
		try {
			 c=Class.forName(url);
			 //实例化对象
			 o= c.newInstance();
		} catch (Exception e) {
			e.printStackTrace();
		}
		return o;
	}
}


//测试类
public class PropertiesTest {
	private ReaderConfigureUtil rcu;

	@Test
	public void test() {
		// 创建工具类
		rcu = ReaderConfigureUtil.getInstance();
		// 装载数据
		rcu.LoadingObject();
		// 取值
		System.out.println(rcu.getObject("user"));
	}

}
结果如下


      

2.通过xml方式进行配置

2.1配置xml

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<beans>
     <bean id="user" class="org.zh.bean.User">
       <property name="id" value="1"></property>   
       <property name="name" value="xiaozhou"></property>   
       <property name="sex" value="男"></property>   
     </bean>
     <bean id="book" class="org.zh.bean.Book">
       <property name="id" value="2"></property>   
       <property name="name" value="西游记"></property>   
       <property name="price" value="20.3"></property>   
     </bean>
</beans>

2.2创建解析xml的类将xml文件中的信息封装为map对象


package org.zh.XmlUtil;

import java.io.File;
import java.lang.reflect.Method;
import java.util.ArrayList;
import java.util.HashMap;
import java.util.List;
import java.util.Map;

import javax.xml.parsers.DocumentBuilder;
import javax.xml.parsers.DocumentBuilderFactory;

import org.w3c.dom.Document;
import org.w3c.dom.Element;
import org.w3c.dom.NodeList;

/*
 * 解析xml
 * */
//使用w3Dom解析
public class ParseConfigreUtil {
	private List<Bean> beanList;
	private static ParseConfigreUtil parseConfigreUtil = new ParseConfigreUtil();
	// 使用map
	private Map<String, Object> beanMap;

	private ParseConfigreUtil() {
		beanList = new ArrayList<Bean>();
		beanMap=new HashMap<String,Object>();
	}
	public static ParseConfigreUtil getInstance() {
		return parseConfigreUtil;
	}

	public List<Bean> parse() {
		// 创建一个文档解析器生产的工厂
		DocumentBuilderFactory factory = DocumentBuilderFactory.newInstance();
		// 创建文档解析器对象
		try {
			DocumentBuilder builder = factory.newDocumentBuilder();
			// 得到文档对象
			Document doc = builder.parse(new File("src/bean.xml"));
			// 得到bean节点
			NodeList list = doc.getElementsByTagName("bean");
			// 遍历所有的节点
			int length = list.getLength();
			for (int i = 0; i < length; i++) {
				Element element = (Element) list.item(i);
				Bean bean = new Bean();
				bean.setId(element.getAttribute("id"));
				bean.setC(Class.forName(element.getAttribute("class")));
				NodeList nodeList = element.getElementsByTagName("property");
				Map<String, String> pro = new HashMap<String, String>();
				for (int j = 0; j < nodeList.getLength(); j++) {
					Element property = (Element) nodeList.item(j);
					pro.put(property.getAttribute("name"),
							property.getAttribute("value"));
				}
				bean.setPropertys(pro);
				beanList.add(bean);
				//创建对象
				CreateObject();
			}
		} catch (Exception e) {
			e.printStackTrace();
		}
		return beanList;
	}

	// 创建对象,并设置属性
	public void CreateObject() {
		// 通过强制for循环遍历,动态的创建对象,之后将对象封装到Map中
		for (Bean bean : beanList) {
			try {
				Class<?> c = bean.getC();
				Object o = c.newInstance();
				Method[] methods = c.getDeclaredMethods();
				for (int i = 0; i < methods.length; i++) {
					String methodName = methods[i].getName();
					if (methodName.contains("set")) {
						//切割methodName字符串
						String subString=methodName.substring(3,methodName.length()).toLowerCase();
                        String type=methods[i].getParameterTypes()[0].getName();
                        //得到value
                        String value=bean.getPropertys().get(subString);
                        Object obj=null;
                        obj=DataChange.changeDataType(type, value);
						methods[i].setAccessible(true);
						methods[i].invoke(o,obj);
					}
					// 制空,避免内存泄漏
					methodName = null;
				}
				//添加对象
			    beanMap.put(bean.getId(),o);
			} catch (Exception e) {
				e.printStackTrace();
			}
		}
	}//让调用者通过getBean的方式得到对象,key为Xml中配置的id
	public Object getBean(String key){
		return beanMap.get(key);
	}

}

方法参数类型转换的类
package org.zh.XmlUtil;

public class DataChange {
	//处理类型之间的转换
	public static Object changeDataType(String type,String value){
		Object obj=null;
		if(type.equals("java.lang.String")){
			obj=value;
		}
		else if(type.equals("int")){
			obj=Integer.parseInt(value);
		}
		else if(type.equals("float")){
			obj=Float.parseFloat(value);
		}
		//如果是其他类型,目前不做处理,后期有需要可以处理
		else{
			try {
				throw new Exception();
			} catch (Exception e) {
				System.out.println("您配置的参数有错误");
			}
		}
		return obj;
	}
}

package org.zh.XmlUtil;

import java.util.Map;

final class Bean {
	// id是用来保存配置中的Id名称,class保存的是需要创建的对象的字节码,map中保存的是对象要设置的属性
	private String id;
	private Class<?> c;
	private Map<String, String> propertys;

	public String getId() {
		return id;
	}

	public void setId(String id) {
		this.id = id;
	}

	public Class<?> getC() {
		return c;
	}

	public void setC(Class<?> c) {
		this.c = c;
	}

	public Map<String, String> getPropertys() {
		return propertys;
	}

	public void setPropertys(Map<String, String> propertys) {
		this.propertys = propertys;
	}
}



//测试类

package org.zh.XmlUtil;

import org.junit.Test;
import org.zh.bean.Book;
import org.zh.bean.User;

public class test {
	@Test
	public void testName() throws Exception {
		//创建单例的工具解析类
		ParseConfigreUtil p=ParseConfigreUtil.getInstance();
		p.parse();
		
		//得到user对象
		User user=(User)p.getBean("user");
		System.out.println("user对象:"+user.getId()+","+user.getName()+","+user.getSex());
		Book book=(Book)p.getBean("book");
		System.out.println("user对象:"+book.getId()+","+book.getName()+","+book.getPrice());
	}
}
测试结果


3.创建通用的dao   BaseDao,简单的模拟了添加数据的方法,大家有兴趣的话,可以自己试着不写一个查询,删除,更新等方法
package org.zh.test;
//http://www.cnblogs.com/RGogoing/p/5325196.html
import java.lang.reflect.ParameterizedType;

@SuppressWarnings("unchecked")     //不提示警告
public  class BaseDaoImpl<T> implements BaseDao<T> {
	Class<T> c;
	public BaseDaoImpl(){
	    ParameterizedType type=(ParameterizedType)this.getClass().getGenericSuperclass();//得到的是当前对象父类的类型
	    //得到了实际类型的定义,字节码文件
	    c= (Class<T>)type.getActualTypeArguments()[0];                                //得到父类中传入的参数
	}
public void add(T t) {
<span style="white-space:pre">	</span> JdbcDao.save((Object)t);
<span style="white-space:pre">	</span>}}

//操作数据库连接,拼接sql

package org.zh.test;

import java.lang.reflect.Field;
import java.sql.Connection;
import java.sql.PreparedStatement;
import java.sql.ResultSet;
import java.sql.SQLException;

import org.zh.util.DBManger;

//实现对数据的解析,执行增删改查操作
public class JdbcDao {
/* 这些常量的意思区分不同的操作,因为插入和删除记录,sql语句是不一样的,同时替代占位符位置的数据的个数也是不一样的
  insert into person(id,name,sex)value(1,'xiaozhou','男');
  delete from person where id=1;
*/	
	private static final String ADD_OBJECT="add";
//	private static final String DELETE_OBJECT="delete";
//	private static final String UPDATE_OBJECT="update";
//	private static final String SELECT_OBJECT="select";
	private static Class<?> c;
    public static void save(Object obj){
    	 c=obj.getClass();
    	 Connection con=DBManger.getConnect();
    	 PreparedStatement pre=null;
    	 ResultSet res=null;
    	 try {
	    		 //对sql进行预编译
    		     String sql=linkSql(ADD_OBJECT);
				 pre=con.prepareStatement(sql);
				 Object [] data=setArgs(ADD_OBJECT,obj);
				 parseData(pre,data);
				 int row=pre.executeUpdate();
				 if(row>0){
					 System.out.println("保存成功");
				   }
		    } catch (SQLException e) {
			     e.printStackTrace();
		    }finally{
			     DBManger.closeAll(res,pre,con);
			}
		}
    
    //向PreparedStatement中添加数据,就是替代占 位符的数据,insert into person(id,name,sex)values(?,?,?);
    private static void parseData(PreparedStatement pre,Object[]data){
    	int length=data.length;
    	for(int i=0;i<length;i++){
    		try {
				pre.setObject(i+1,data[i]);
			} catch (SQLException e) {
				e.printStackTrace();
			}
    	}
    }	
    
  //根据不同的操作来拼接sql语句
    private  static String linkSql(String operate) {
    	StringBuffer buffer=new StringBuffer();
    	if(operate.equals(ADD_OBJECT)){
    		buffer.append("insert into "+c.getSimpleName());      //insert into emp(id,name,sex)values(?,?,?)
    		buffer.append("(");
    		//从字节码中得到所有的字段 
    		Field []fields=c.getDeclaredFields(); 
    		System.out.println(fields.length);
    		//强制循环得到所有字段名
    		for(Field f:fields){
    			f.setAccessible(true);
    			buffer.append(f.getName());
    			System.out.println(f.getName());
    			buffer.append(",");
    		}
    		//删除指定位置的字符,就是删除多出的,号
    		buffer.deleteCharAt(buffer.length()-1); 
    		buffer.append(") values(?,?,?) ;");	
    		System.out.println(buffer.toString());
    		//返回sql语句
    		return buffer.toString();
    	}
        else{
        	try {
				throw new Exception();
			} catch (Exception e) {
				System.out.println("您所给的参数不匹配");
			}
        }
    	return buffer.toString();
    }
    private  static Object[] setArgs(String operate,Object o){
    	//得到t中的值,因为 增删改查的时候所要取得的值是不一样的
    	Object [] obj=null;
    	if(operate.equals(ADD_OBJECT)){
    		//通过反射得到有多少个字段就产生多大的对象数组,效率较高
    		Field []fields=c.getDeclaredFields();
    		int length=fields.length;
    		obj=new Object[length];
    		for(int i=0;i<length;i++){
    			try {
    				fields[i].setAccessible(true);
					obj[i]=fields[i].get(o);
				} catch (IllegalArgumentException | IllegalAccessException e) {
					e.printStackTrace();
				}
    		}
    	}
    	return obj;
    }   
}


package org.zh.test;

public class Person {
     private int id;
     private String name;
     private String sex;
	public int getId() {
		return id;
	}
	public void setId(int id) {
		this.id = id;
	}
	public String getName() {
		return name;
	}
	public void setName(String name) {
		this.name = name;
	}
	public String getSex() {
		return sex;
	}
	public void setSex(String sex) {
		this.sex = sex;
	}
     
}

现在我们要建立一个用于操作person类的dao 只要继承BaseDao就可以了,如下所示

public  PersonDao extends BaseDao<Person>



下面是测试类

package org.zh.test;

import org.junit.Test;

public class DaoTest {
     @Test
	public void test() throws Exception {
		Person p=new Person();
		p.setId(7);
		p.setName("xiao ming");
		p.setSex("男");
		PersonDao personDao=new PersonDaoImpl();
		personDao.add(p);
	}
}
测试结果如下:

 本人技术比较菜,如有大神发现错误请指点,谢谢大家!                                                                                                        









2.1配置xml
<think>好的,用户想了解Java反射,我得好好整理一下相关知识。首先,反射Java的高级特性,允许程序在运行时检查或修改行为。得从基本概念讲起,比如Class对象,这是反射的核心。然后要解释如何获取Class实例,三种方式:.class、getClass()、Class.forName()。 接下来是具体应用场景,比如动态加载类、获取方法、构造实例、访问字段等。需要举例说明,比如Class.forName("java.util.ArrayList"),还有getMethod()和invoke()的使用。可能用户对实际应用比较感兴趣,所以得举一些实际的例子,比如框架中使用反射的例子,比如Spring的依赖注入。 还要提到反射的优缺点,性能问题,安全性限制,以及如何绕过访问检查,比如setAccessible(true)。这里需要注意说明使用反射可能带来的问题,比如破坏封装性,安全风险等,让用户有全面的认识。 结构方面,按照用户的要求,分步骤解释,先定义,再核心类,然后使用步骤,接着应用场景,最后优缺点。确保每个部分都有清晰的标题,使用中文,行内公式用$符号,比如加载类时的Class.forName("ClassName")可能需要用代码块表示,但用户要求的是数学表达式,可能这里不需要。不过要注意LaTeX的正确使用,如果有数学相关的内容,比如泛型中的类型参数,可能需要用$T$来表示,但Java反射中可能不涉及太多数学公式,所以可能主要用代码示例。 需要检查是否符合系统级指令,特别是格式要求。行内数学表达式用$...$,独立公式用$$...$$,但Java反射内容可能较少涉及数学表达式,所以可能主要用代码块或者文字描述。不过如果有涉及的地方,比如方法参数类型,可能需要用代码格式而不是LaTeX,这点需要注意。用户可能希望看到具体的Java代码示例,但根据系统指令,可能需要避免使用代码块,而是用文字描述,或者用引号括起来? 不过用户给的例子中有类似$(a+b)^2$这样的公式,所以如果回答中有类似需要表达数学内容的地方,要用LaTeX。但Java反射主要涉及类、方法、字段等,可能不需要太多数学公式。所以可能主要用文字描述,结构清晰,分点列出。 可能用户是Java初学者,或者想深入了解反射机制,应用在框架或动态代理中。所以需要由浅入深,先讲是什么,再讲怎么用,最后讲注意事项。确保步骤清晰,帮助用户逐步理解。同时要提醒反射的适用场景和潜在问题,避免滥用。 总结一下,回答的结构应该是: 1. 反射的定义和作用 2. 核心类:Class, Field, Method, Constructor 3. 使用步骤:获取Class对象、创建实例、访问字段、调用方法 4. 应用场景:动态代理、框架、IDE等 5. 优缺点:灵活性 vs 性能和安全 需要确保每个部分都有例子,比如获取Class对象的三种方式,调用私有方法的过程,以及如何修改私有字段。同时要提到反射在常见框架中的应用,比如Spring和Hibernate,让用户明白其实际价值。 最后检查是否符合所有系统指令,特别是LaTeX的使用,但可能在这题中用得不多。如果有代码示例,可能需要用代码块,但根据用户的系统指令,可能要求使用$...$,但代码部分可能更适合用文字描述。或者用户允许代码块?需要看系统指令,用户可见层第一条要求结构清晰,帮助解决问题,所以可能需要适当使用代码示例,但根据系统级指令,可能要用行内代码用$...$,但不太确定。可能用户希望用更自然的中文描述,而代码部分用引号或斜体,但最好确认。 根据用户给的例子,比如用户提到$( \int_{-\pi}^{\pi} \cos(nx)\sin(mx)dx = 0 $,这说明数学公式需要用LaTeX,但代码示例可能不需要,所以可能分开处理。Java反射中的类名和方法名可以用引号括起来,如`Class.forName("java.lang.String")`,但根据系统指令,是否要处理成LaTeX?可能不需要,直接使用反引号或普通文字。不过用户没有明确说明代码的格式,所以可能按照常规方式处理,用文字描述,避免使用代码块,而用行内说明。 总之,整理好结构,分点说明,确保涵盖核心概念、使用方法和注意事项,让用户能够全面理解Java反射的机制和应用。</think>以下是对Java反射的逐步解释: # Java反射机制详解 ## 一、基本定义 Java反射(Reflection)是$JVM$在运行时动态**检查/修改**类信息和对象行为的机制。通过`java.lang.reflect`包中的类实现,允许程序: 1. 获取任意类的$Class$对象 2. 分析类的字段/方法/构造器 3. 动态创建对象实例 4. 调用方法或修改字段值 ## 二、核心组件 | 类名 | 功能描述 | |--------------------|---------------------------------| | `Class` | 表示正在运行的Java类或接口 | | `Field` | 提供类/接口的字段信息及访问权限 | | `Method` | 提供类/接口的方法信息及调用能力 | | `Constructor` | 提供类的构造器信息及实例化能力 | | `Array` | 动态创建和访问数组的静态方法 | ## 三、使用步骤 ### 步骤1:获取Class对象 ```java // 方式1:通过类字面常量 Class<?> strClass = String.class; // 方式2:通过对象实例 String s = "test"; Class<?> cls1 = s.getClass(); // 方式3:动态加载类 Class<?> arrayListClass = Class.forName("java.util.ArrayList"); ``` ### 步骤2:实例化对象 ```java Constructor<?> constructor = strClass.getConstructor(String.class); Object strInstance = constructor.newInstance("Hello Reflection"); ``` ### 步骤3:访问字段 ```java Field[] fields = cls.getDeclaredFields(); Field nameField = cls.getDeclaredField("name"); nameField.setAccessible(true); // 突破私有访问限制 nameField.set(obj, "newValue"); ``` ### 步骤4:调用方法 ```java Method method = cls.getMethod("methodName", String.class, int.class); Object result = method.invoke(obj, "param1", 123); ``` ## 四、典型应用场景 1. **动态代理**:`Proxy.newProxyInstance()`创建接口代理 $$动态代理类 = 原始类功能 + 增强逻辑$$ 2. **框架开发**: - Spring的依赖注入(通过反射创建Bean) - Hibernate的实体映射(解析注解配置) 3. **IDE功能**: - 代码自动补全 - 调试器的变量查看 4. **序列化工具**:Jackson/GSON通过反射获取字段信息 ## 五、优缺点分析 ✓ **优势**: - 实现高度灵活的代码(如插件系统) - 支持运行时类型检查 - 突破封装访问私有成员 ✗ **缺陷**: - 性能开销(比直接调用慢$10^{1}$~$10^{2}$倍) - 破坏封装性导致安全隐患 - 绕过泛型类型检查(可能引发`ClassCastException`) ## 六、性能优化建议 1. 缓存重复使用的$Class/Method$对象 2. 优先使用`setAccessible(true)`代替重复访问检查 3. 对高频调用使用`MethodHandle`(Java 7+) > **重要限制**:在模块化系统(Java 9+)中,需要明确授予反射访问权限(`opens`指令) 此机制为Java带来动态特性,但需严格遵循**最小使用原则**,仅在必要时选择反射方案。
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