Java反射机制
Posted 轻狂书生han
tags:
篇首语：本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理，主要介绍了Java反射机制相关的知识，希望对你有一定的参考价值。
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是数据结构，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）分配内存并设置变量默认初始值的阶段，这些内存都将在方法中进行分配
- 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，则需要先触发其父类的初始化。
- 虚拟机会保证一个类的
()方法在多线程环境中被正确加锁和同步。
- 执行类构造器
package com.qingkuang.reflection;
public class Test05
public static void main(String[] args)
A a = new A();
System.out.println(A.m);
/*
1.加载到内存，会产生一个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;
m = 100
*/
class A
static
System.out.println("A类静态代码块初始化");
/*
m = 300
m = 100
*/
static int m = 100;
public A()
System.out.println("A类无参构造初始化");
什么时候会发生类初始化
-
类的主动引用（一定会发生类的初始化）
- 当虚拟机启动，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（处理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，则先会初始化它的父类
-
类的被动引用（不会发生类的初始化）
- 当访问一个静态域时，只有真正声明这个域的类才会被初始化。如：当通过子类引用父类的静态变量，不会导致子类初始化
- 通过数组定义类引用，不会触发此类的初始化
- 引用常量不会出发此类的初始化（常量在连接阶段就存入了调用类的常量池中了）
package com.qingkuang.reflection;
public class Test06
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();
//反射也会产生主动引用
//Class.forName("com.qingkuang.reflection.Son");
//两者效果一样
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");
m = 300;
static int m = 100;
static final int M = 1;
package com.qingkuang.reflection;
public class Test06
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();
//反射也会产生主动引用
//Class.forName("com.qingkuang.reflection.Son");
//不会产生类的引用的方法
//System.out.println(Son.b);
Son[] array = new Son[5];
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");
m = 300;
static int m = 100;
static final int M = 1;
只有main类被加载
常量并不会引起父类与子类的初始化
package com.qingkuang.reflection;
public class Test06
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();
//反射也会产生主动引用
//Class.forName("com.qingkuang.reflection.Son");
//不会产生类的引用的方法
//System.out.println(Son.b);
//Son[] array = new Son[5];
System.out.println(Son.M);
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");
m = 300;
static int m = 100;
static final int M = 1;
类加载器的作用
- 类加载器的作用：将Class文件字节码内容加载到内存中，并将这些静态书记抓换成方法区的运行时数据结构，然后再蹲中生成一个代表这个类的java.lang.Class对象，作为方法去中类数据的访问入口。
- 类缓存：标准的JavaSE类加载器可以安要求查找类，但一旦某个类被加载到类加载器中。他将维持加载（缓存）一段时间。不过JVM垃圾回抽机制可以回收这些Class对象。
- 类加载器的作用：将Class文件字节码内容加载到内存的。JVM规范定义了如下类型的类的加载器。
package com.qingkuang.reflection;
public class Test07
public static void main(String[] args)
//获取系统类的加载器
ClassLoader systemClassLoader = ClassLoader.getSystemClassLoader();
System.out.println(systemClassLoader);
//获取系统类加载的父类加载器-->扩展类加载器
ClassLoader parent = systemClassLoader.getParent();
System.out.println(parent);
//获取扩展类加载器的父类加载器-->根加载器（C/C++）
ClassLoader parent1 = parent.getParent();
System.out.println(parent1);
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、Annotion
-
实现的全部结构
-
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.qingkuang.reflection;
import java.lang.reflect.Constructor;
import java.lang.reflect.Field;
import java.lang.reflect.Method;
//获得类的信息
public class Test08
public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException, NoSuchFieldException, NoSuchMethodException
Class c1 = Class.forName("com.qingkuang.reflection.User");
//通过对象获得包名+类名
User user = new User();
c1 = user.getClass();
//获得类的名字
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();//只能找到public属性
fields = c1.getDeclaredFields();//找到全部的属性
for (Field field : fields)
System.out.println(field);
//获得属性的值
Field name = c1.getDeclaredField("name");
System.out.println(name);
//获得类的方法
System.out.println("===========================");
Method[] methods = c1.getMethods();//获得本类及其父类的所有public方法
for (Method method : methods)
System.out.println("正常的"+method);
methods = c1.getDeclaredMethods();//获得本类的所有方法（包含私有的）
for (Method method : methods)
System.out.println("getDeclaredMethods"+method);
//获得指定方法
//重载
Method getName = c1.getMethod("getName", null);
Method setName = c1.getMethod("setName", String.class);
System.out.println(getName);
System.out.println(setName);
//获得指定的构造器
System.out.println("===========================================");
Constructor[] constructors = c1.getConstructors();
for (Constructor constructor : constructors)
System.out.println(constructor);
constructors = c1.getDeclaredConstructors();
for (Constructor constructor : constructors)
System.out.println("#"+constructor);
/*
结果
public com.qingkuang.reflection.User()
public com.qingkuang.reflection.User(java.lang.String,int,int)
#public com.qingkuang.reflection.User()
#public com.qingkuang.reflection.User(java.lang.String,int,int)
*/
//获得指定的构造器
Constructor declaredConstructor = c1.getDeclaredConstructor(String.class, int.class, int.class);
System.out.println("指定："+declaredConstructor);
/*
指定：public com.qingkuang.reflection.User(java.lang.String,int,int)
*/
小结
- 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。
- 如何让取得属性、方法、构造器的名称，修饰符等。
有了Class对象能作什么
-
创建类的对象：调用Class对象的newInstance()方法
-
1 类必须有一个无参构造器
-
2 类的构造器的访问权限需要足够
-
-
思考？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类的构造器的getDeclaredConstructor(Class ... parmeterType)取得本来的指定形参类型的构造器
- 向构造器的形参中传递一个对象组进去，里面高喊了构造器中多徐的各个参数
- 通过Constructor实例化对象
package com.qingkuang.reflection;
//动态的创建对象，通过反射
public class Test09
public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException, IllegalAccessException, InstantiationException
//获得class对象
Class c1 = Class.forName("com.qingkuang.reflection.User");
//构造一个对象
User user = (User)c1.newInstance();//本质是调用了类的无参构造器。没有就报错。
System.out.println(user);
package com.qingkuang.reflection;
import java.lang.reflect.Constructor;
import java.lang.reflect.InvocationTargetException;
//动态的创建对象，通过反射
public class Test09
public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException, IllegalAccessException, InstantiationException, InvocationTargetException, NoSuchMethodException
//获得class对象
Class c1 = Class.forName("com.qingkuang.reflection.User");
//构造一个对象
//User user = (User)c1.newInstance();//本质是调用了类的无参构造器。没有无参就报错。
//System.out.println(user);
//通过构造器创建对象
Constructor constructor = c1.getDeclaredConstructor(String.class, int.class, int.class);
User user2 = (User) constructor.newInstance("锁子哥", 001, 18);
System.out.println(user2);
调用指定的方法
通过反色和，调用类中的方法，通过Method类完成。
- 通过Class类的getDeclaredConstructor(Class ... parmeterType)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。
Object invoke(Object obj,Object[] args)
- Object对应原方法的返回值，若原方法无返回值，此时返回null
- 若方法若为静态方法，此时形参Object obj可谓null
- 若原方法形参列表为空，则Object[] args为null
- 若原方法声明为private，则需要再调用此invoke()方法前，显示调用方法name.setAccessible(true)方法，将可访问private的方法。
setAccessible
-
Metho和Field、Constructor对象都有setAccessible()方法
-
setAccessible作用是启动和禁用访问安全检查的开关。
-
参数值为true则知识反射的对象在使用时应该取消Java语言访问检查
- 提高反射的效率。如果代码中必须用反射，而该句代码需要频繁的被调用，那么请设置为true。
- 是的原本无法访问的私有成员也可以访问
-
参数值为flase则指示反射的对象应该实施Java语言访问检查。
package com.qingkuang.reflection;
import java.awt.desktop.SystemEventListener;
import java.lang.reflect.InvocationTargetException;
import java.lang.reflect.Method;
//分析性能问题
public class Test10
//普通调用方式
public static void test01()
User user = new User();
long startTime = System.currentTimeMillis();
for (int i = 0; i < 1000000000; i++)
user.getName();
long endTime = System.currentTimeMillis();
System.out.println("普通方法执行1亿次："+(endTime-startTime)+"ms");
//反射方式调用
public static void test02() throws NoSuchMethodException, InvocationTargetException, IllegalAccessException
User user = new User();
Class c1 = user.getClass();
Method getName = c1.getDeclaredMethod("getName", null);
long startTime = System.currentTimeMillis();
for (int i = 0; i < 1000000000; i++)
getName.invoke(user,null);
long endTime = System.currentTimeMillis();
System.out.println("反射方法执行1亿次："+(endTime-startTime)+"ms");
//反射方式调用 关闭检测
public static void test03() throws NoSuchMethodException, InvocationTargetException, IllegalAccessException
User user = new User();
Class c1 = user.getClass();
Method getName = c1.getDeclaredMethod("getName", null);
getName.setAccessible(true);
long startTime = System.currentTimeMillis();
for (int i = 0; i < 1000000000; i++)
getName.invoke(user,null);
long endTime = System.currentTimeMillis();
System.out.println("关闭检测执行1亿次："+(endTime-startTime)+"ms");
public static void main(String[] args) throws NoSuchMethodException, IllegalAccessException, InvocationTargetException
test01();
test02();
test03();
反射操作泛型
- Java采用泛型擦除的机制来引入泛型，Java中的泛型仅仅是给编译器javac使用的，确保数据的安全性和免去强制类型转换问题，但是，一旦编译完成，所有的和泛型有关的类型全部擦除
- 为了通过反射操作这些类型，Java新增了ParameterizedType，GenericArrayType，TypeVariable和WildcardType几种类型来代表不能被归一到Class类中的类型，但是有何原始类型齐名的类型。
- ParameterizedType：表示一种参数化类型，比如Collection
- GenericArrayType：表示一种元素类型是参数化类型或者类型变量的数组类型
- TypeVariable：是各种类型变量的公共父接口
- WildcardType：代表一种通配符类型表达式
反射操作注解
- getAnnotations
- getAnnotation
package com.qingkuang.reflection;
import java.lang.annotation.*;
import java.lang.reflect.Field;
//练习反射操作注解
public class Test12
public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException, NoSuchFieldException
Class c1 = Class.forName("com.qingkuang.reflection.Student2");
//通过反射获得注解
Annotation[] annotations = c1.getAnnotations();
for (Annotation annotation : annotations)
System.out.println(annotation);
//获得注解的Value的值
Tablehan tablehan =(Tablehan)c1.getAnnotation(Tablehan.class);
String value = tablehan.value();
System.out.println(value);
//获得类指定的注解
Field f = c1.getDeclaredField("id");
Fieldhan annotation = f.getAnnotation(Fieldhan.class);
System.out.println(annotation.columnName());
System.out.println(annotation.type());
System.out.println(annotation.length());
@Tablehan("db_student")
class Student2
@Fieldhan(columnName = "db_id",type = "int",length = 10)
private int id;
@Fieldhan(columnName = "db_age",type = "int",length = 10)
private int age;
@Fieldhan(columnName = "db_name",type = "varchar",length = 10)
private String name;
public Student2()
public Student2(int id, int age, String name)
this.id = id;
this.age = age;
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;
public String getName()
return name;
public void setName(String name)
this.name = name;
@Override
public String toString()
return "Student2" +
"id=" + id +
", age=" + age +
", name=\'" + name + \'\\\'\' +
\'\';
//类名的注解
@Target(ElementType.TYPE)
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
@interface Tablehan
String value();
//属性的注解
@Target(ElementType.FIELD)
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
@interface Fieldhan
String columnName();
String type();
int length();
以上是关于Java反射机制的主要内容，如果未能解决你的问题，请参考以下文章