[Java基础] 框架设计的灵魂---反射

反射机制

• 将类的各个组成部分封装为其他对象，这就是反射机制
• Java代码在计算机里会经历三个阶段：
  • 源代码阶段（Source源代码）：.java文件通过编译形成.class文件，字节码文件加载进内存中
  • class类对象阶段：通过类加载器（ClassLoader）加载形成类对象（包括有成员变量 Field[] fields、构造方法Constructor[] cons、成员方法Method[] methods）
  • Runtime运行时阶段：通过类对象创建对象
• 反射机制的体现就是将class文件里的成员变量封装为类对象里的Field对象，构造方法封装为Constructor对象，将成员方法封装为Method对象
• 反射的好处：
  • 1、可以在程序的运行过程中，操纵对象
  • 2、可以解耦，提高代码的可扩展性

Class对象

• 获取class对象的三种形式：

  • 1、class.forName(“全类名”)：将字节码文件加载进内存，返回class对象（多用以配置文件，将类定义在配置文件中，读取文件，加载类）
  • 2、类名.class：通过类名的属性class获取（多用于参数的传递）
  • 3、对象.class（多用于对象获取字节码的方式）

  同一个字节码文件（*.class）在一次程序运行中，只会被加载一次，无论通过哪一种方式加载获取的Class对象都是同一个

1、获取成员变量
	* Field[] getFields();//获取所有public修饰的成员变量，包括父类
	* Field getField(String name);//也只能获取所有public修饰的成员变量

	* Field[] getDeclaredFields();//获取所有的成员变量，不考虑访问权限修饰符，不包括父类
	* Field getDeclaredField(String name);
2、获取构造方法
	* Constructor<?>[] getConstructors();//获取所有的public修饰的构造器
	* Constructor<T> getConstructor(类<?>...parameterTypes);

	* Constructor<?>[] getDeclaredConstructors();
	* Constructor<T> getDeclaredConstructor(类<?>...parameterTypes);
3、获取成员方法
	* Method[] getMethods();//获取所有的方法，包括Object类的方法
	* Method getMethod(String name,类<?>... parameterTypes);
	
	* Method[] getDeclaredMethods();
	* Method getDeclaredMethod(String name,类<?>... parameterTypes);
4、获取类名
	* String getName();

• Field成员变量的操作：

  • 1、设置值：void set(Object obj, Object value)

  • 2、获取值：Object get(Object obj)

  • 3、忽略访问修饰权限符的安全检查：setAccessible(true)

  • Field getDeclaredField(String name)：获取之后，对于private修饰符的成员变量，进行set，get操作时，将会报错：

    Exception in thread "main" java.lang.IllegalAccessException: Class Reflect.ReflectDemo can not access a member of class Reflect.Person with modifiers "private"
    	at sun.reflect.Reflection.ensureMemberAccess(Reflection.java:102)
    	at java.lang.reflect.AccessibleObject.slowCheckMemberAccess(AccessibleObject.java:296)
    	at java.lang.reflect.AccessibleObject.checkAccess(AccessibleObject.java:288)
    	at java.lang.reflect.Field.get(Field.java:390)
    

  • 因此，要想在类外操作private修饰的变量，将要忽略访问修饰权限符的安全检查，也就是暴力反射：setAccessible(true)

• Contructor构造方法的操作

  • 构造器的作用就是用来创建对象的。
  • 创建对象：T newInstance(Object... initargs)
    • 如果是用空参的构造方法来创建一个对象，可以直接使用Class类的T newInstance()来创建
  • 要获取私有的构造器的情况，也是用setAccessible(true)来暴力反射

• Method构造方法的操作

  • 获取所有的方法，会获取除自定义的方法外，还会获取Object类的所有方法
  • 执行方法：Object invoke(Object obj, Object... args)
  • 获取方法名称：String getName()

案例

• 需求：写一个“框架”，在不改变该类的任何代码的前提下，可以帮我们创建任意类的对象，并且执行其中任意方法
• 实现：
  • 1、配置文件
  • 2、反射
• 步骤：
  • 1、将需要创建的对象的全类名和需要执行的方法定义到配置文件中
  • 2、在程序中加载读取配置文件
  • 3、使用反射技术来加载类文件进内存
  • 4、创建对象
  • 5、执行方法

//pro.properties
className=domain.Person
methodName=eat

public class ReflectTest {

    public static void main(String[] args) throws Exception {
        //可以创建任意类的对象，可以执行任意方法
        //1  创建Properties对象
        Properties pro = new Properties();
        //2  加载配置文件，转换成一个集合
        //获取class目录下的配置文件
        ClassLoader classLoader = ReflectTest.class.getClassLoader();
        InputStream stream = classLoader.getResourceAsStream("pro.properties");
        pro.load(stream);
        //3  获取配置文件中定义的数据
        String className = pro.getProperty("className");
        String methodName = pro.getProperty("methodName");
        //4  加载该类进内存
        Class cls = Class.forName(className);
        //5  创建对象
        Object o = cls.newInstance();
        //6  获取方法对象
        Method method = cls.getMethod(methodName);
        //7  执行方法
        method.invoke(o);
    }
}