Java反射机制专题

Posted 2020-06-08

·Java Reflection

Reflection(反射)是被视为动态语言的关键，反射机制允许程序在执行期借助于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

·Java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

　　在运行时调用任何一个对象的成员变量和方法

　　生成动态代理

·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:代表类的构造方法

Class类

在Object类中定义了以下的方法，此方法将被所有子类继承：

　　public final Class getClass()

以上的方法返回值的类型是一个Class类，此类事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都为其保留一个不变的Class类型的对象。一个Class对象包含了特定某个类的有关信息。

·Class本身也是一个类

·Class对象只能由系统建立对象

·一个类在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中的一个.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可以完整地得到一个类中的完整结构

Class类的常用方法

 

实例：

String str = "test.Person";

Class clazz = Class.forName(str);

Object obj = clazz.newInstance();

Field field = clazz.getField("name");

field.set(obj,"Peter");

Object obj2 = field.get(obj);

System.out.println(obj2);

实例化Class类对象（四种方法）

1）前提：若已知具体的类，通过类的class属性获取，该方法最为安全可靠，程序性能最高

     实例：Class clazz=String.class;

2）前提：已知某个类的实例，调用该实例的getClass()方法获取Class对象

　 实例：Class clazz ="woaini".getClass();

3）前提：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，可能抛出ClassNotFoundException

    实例：Class clazz = Class.forName("java.lang.String");

4）其他方式

　　ClassLoader cl = this.getClass().getClassLoader();

　　Class clazz = cl.loadClass("类的全类名");

类的加载过程

当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。

 

ClassLoader

类加载器是用来把类（class）装载进内存的。JVM规范定义了两种类型的类加载器：启动类加载器（bootstrap）和用户自定义加载器（user-defined class loader）。JVM在运行时会产生3个类加载器组成的初始化加载器层次结构

 

1.获取一个系统类加载器

ClassLoader classloader = Classloader.getSystemClassLoader();

System.out.println(classloader);

2. 获取系统类加载器的父类加载器，即扩展类加载器

classloader = classloader.getParent();

System.out.println(classloader);

3.获取扩展类加载器的父类加载器，即引导类加载器

classloader =classloader.getParent();

System.out.println(classloader);

4.测试当前类由哪个类加载器进行加载

classloader=Class.forName("exer2.ClassloaderDemo").getClassLoader();

System.out.println(classloader);

5.测试JDK提供的Object类由哪个类加载器加载

classloader = Class.forName("java.lang.Object").getClassLoader();

System.out.println(classloader);

6.关于类加载器的一个主要方法：

getResourceAsStream(String str):获取类路径下的指定文件的输入流

InputStream in = null;

in = this.getClass().getClassLoader().getResourceAsStream("exer2//test.properties");

System.out.println(in);

创建类对象并获取类的完整结构

1.创建类的对象：调用Class对象的newInstance()方法

要求：1）类必须有一个无参数的构造器。

　　   2）类的构造器的访问权限需要足够

男刀没有无参的构造器就不能创建对象了吗？

不是，只要在操作的时候明确的调用类中的构造方法，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...prarameterTypes)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个对象数组进去，里面包含了构造器中所需的各个参数。

3）在Constructor类中存在一个方法：

public T newInstance(Object...initargs)

以上是反射机制应用最多的地方。

1.根据全类名获取对象的Class对象

String name = "demo.Person";

Class clazz =null;

clazz=Class.forName(name);

2.调用指定参数结构的构造器，生成Constructor的实例

Constructor con = clazz.getConstructor(String.class,Integer.class);

3.通过Constructor的实例创建对应类的对象，并初始化类属性

Person p2 =(Person)con.newInstance("Peter",20);

System.out.println(p2);

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

使用反射可以取得：

1.实现的全部接口

　　public Class<?>[] getInterfaces()

确定此对象所表示的类或接口所实现的接口。

2.所继承的父类

　　public Class<?Super T>getSuperclass()

返回表示此Class所表示的实体(类、接口、基本类型)的父类的Class。

3.全部的构造器

　　public Constructor<T>[] getConstructors()

　　返回此Class对象所表示的类的所有public构造方法。

　　public Constructor<T>[] getDeclareConstructors()

　　返回此Class对象表示的类声明的所有构造方法。

·Constructor类中：

　　取得修饰符：public int getModifiers();

　　取得方法名称：public String getName();

　　取得参数的类型：public Class<?>[] getParameterTypes();

4.全部的方法

　　public Method[] getDeclaredMethods()

　　返回此Class对象所表示的类或接口的全部方法

　　public Method[] getMethods()

　　返回此Class对象所表示的类或接口的public的方法

·Method类中：

　　public Class<?> getReturnType()取得全部的返回值

　　public Class<?>[] getParameterTypes()取得全部的参数

　　public int getModifiders()取得修饰符

　　public Class<?>[] getExceptionTypes()取得异常信息

5.全部的Field

　　public Field[] getFields()

　　返回此Class对象所表示的类或接口的public的Field。

　　public Field[] getDeclaredFields()

　　返回此Class对象所表示的类或接口的全部Field

·Field方法中：

　　public int getModifiers()以整数形式返回此Field的修饰符

　　public Class<?> getType() 得到Field的属性类型

　　public String  getName() 返回Field的名称。

6.Annotation相关

　　get Annotation(Class<T> annotationClass)

　　getDeclaredAnnotations()

7.泛型相关

获取父类泛型类型：Type getGenericSuperClass()

泛型类型：ParameterizedType

获取实际的泛型类型参数数组：getActualTypeArguments()

8.类所在的包 Package getPackage()

通过反射调用类中指定方法、指定属性

.调用指定方法

通过反射，调用类中的方法，通过Method类完成。步骤：

1.通过Class类的getMethod(String name,Class...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。

Object invoke(Object obj,Object...args)

说明：

　　1.Object对应原方法的返回值，若原方法无返回值，此时返回null

　　2.若原方法若为静态方法，此时形参Object obj可为null

　　3.若原方法形参列表为空，则Object[] args为null

　　4.若原方法声明为private，则需要在调用此方法之前，显示调用方法对象的setAccessible(true)方法，将可访问private的方法。

·调用指定属性

在反射机制中，可以直接通过Field类操作类中的属性，通过Field类提供的set()和get()方法就可以完成设置和取得属性内容的操作。

　　public Field getField(String name)返回此Class对象表示的类或接口的指定的public的Field

　　public Field getDeclaredField(String name)返回此Class对象表示的类或接口的指定的Field。

·在Field中：

　　public Object get(Object obj)取得指定对象obj上此Field的属性内容

　　public void set(Object obj,Object value)设置指定对象obj上此Field的属性内容

 

注：在类中属性都设置为private的前提下，在使用set()和get()方法时，首先要使用Field类中的setAccessible(true)方法将需要指定对象obj上此Field的属性内容

public void setAccessible(true)访问私有属性时，让这个属性可见。

 

Java动态代理

·动态代理是指客户通过代理类来调用其他对象的方法，并且是在程序运行时根据需要动态创建目标类的代理对象。

·动态代理使用场合：

　　调试　　

　　远程方法调用

·代理设计模式的原理：

  使用一个代理将对象包装起来，然后用该代理对象取代原始对象。任何对原始对象的调用都要通过代理。代理对象决定是否以及何时将方法调用转到原始对象上。

·Proxy：专门完成代理的操作类，是所有动态代理类的父类，是所有动态代理类的父类。通过此类为一个或多个接口接口动态地生成实现类。

·提供用于创建动态代理类和动态代理对象的静态方法

　　static Class<?> getProxyClass(ClassLoader loader,Class<?>...interfaces)创建一个动态代理类所对应的Class对象

　　static Object newProxyInstance(ClassLoader loader,Class<?>[] interfaces,InvocationHandler h)直接创建一个动态代理对象

动态代理步骤

1.创建一个实现接口InvocationHandler的类，它必须实现invoke方法，以完成代理的具体操作。

2.创建被代理的类以及接口

3.通过Proxy的静态方法

 

1 newProxyInstance(ClassLoader loader, Class[] interfaces, InvocationHandler h) 创建一个Subject接口代理
2    RealSubject target = new RealSubject();
3 // Create a proxy to wrap the original implementation
4             DebugProxy proxy = new DebugProxy(target);
5  // Get a reference to the proxy through the Subject interface
6           Subject sub = (Subject) Proxy.newProxyInstance(
7             Subject.class.getClassLoader(),
8             new Class[] { Subject.class }, proxy);

 

4.通过Subject代理调用RealSubject实现类的方法

String info = sub.say("Peter",24);

System.out.println(info);