java反射用在哪里_Java反射
昨天去参加比赛了,所以没有进行博客迁移。人生中的第一场健体比赛,虽然没得奖,但是收获和带来的思考颇丰。意外地进入了男子B组(174以上)的半决赛,然后在半决赛的时候还被裁判员点名出去单独比较,这个很让我惊喜。最后不意外地止步决赛。事后看视频感觉自己没发挥好,有些遗憾,下一次比赛要更加认真的对待!
废话少说,进入今天的主题:Java反射。
这篇文章是根据马士兵老师的Java视频课程所整理的。感谢马士兵老师,很有个人魅力的一个人。
前言
我们写程序时一直在使用各种各样不同的类来生成对象,但是却从没想过为什么可以这样做。所谓的类,只不过是.java文件中的一些文本罢了,我们知道很多事情JVM帮我们做了,但却并不知道JVM做了什么。
类的加载机制
学Java的人都知道这样一句话:
在Java中,一切都是对象。
所谓的类,其实在JVM中也是对象,它的类型就是类类型。说起来有点拗口,但确实
所有的类都是通过ClassLoader这个类加载到内存中的CodeSegment中去的。但是类也分等级,比如核心类,如String;拓展类,如xxx(具体类名不记得了..);还有自己定义的类,如Student。这些类是被不同的ClassLoader加载进来的,
通过下列程序来查看Java的类加载过程:
class TestClassLoader{
public static void main(String[] args){
new A();
System.out.println("--------");
new B();
new C();
new C();
}
class A{
}
class B{
}
class C{
static {
System.out.println("ccccccccc");
}
}
}
运行上述程序,打印verbose日志,发现JVM的类加载过程如下:
1. JVM首先使用bootstrap classloader和extension classloader去加载一些核心类,如String类这些,可以认为这些类是Java程序运行所必须的类。
2. 使用application classloader去加载TestClassLoader这个我们创建的类。然后其中的代码从main方法开始执行,首先碰到的是方法参数中的String类,这个时候applicationclassloader会问extensionclassloader有没有加载过String类,如果extensionclassloader不知道,它会再向上询问bootstrapclassloader,并最终得到结果并告诉applicationclassloader。如果没加载过,那么applicationclassloader会去找String类进行加载,如果已经加载过了,就不再加载。否则每次遇见类就加载的话,我们就可以让程序加载我们的自己写的和某些核心类同名的类了,相当于是将java中的核心类替换成了我们自己的类,这是极不安全的。因此classloader的这种逐级向上询问的方式可以防止开发者篡改核心类的代码,开发核心病毒。
3. 一个类只会被加载一次,原因如上所述。
4. 静态代码块是在类加载的时候执行的,所以上述代码中虽然new了两个C对象,但是其静态代码块只会执行一次。即只会输出一次ccccccccc
关于上面提到的三种classLoader
bootstrap class loader
implemented by native language (C, C++)
load core classes of jdk
extension class loader
load classed from jre/lib/ext
application class loader
load user-define classes
other class loaders
SecureClassLoader
URLClassLoader
…
这三种classloader并不是继承关系,而是层次关系,比如你load我,我再load他,这样子。
思考这样一个问题:
写一个方法,这个方法的签名为Object fun(String className){}。要求在方法体中实现根据传入的类名生成一个该类的对象,并返回。
对于人来说,这个任务非常简单,但是对于计算机来说,这个任务就非常麻烦了,因为方法得到的类名是一个String对象,如何将这个String对象转换成类的类型呢?这个时候就必须要用到反射了。理解反射机制也必须理解上面所讲的类加载机制。
插一句:其实万物都有始。我们不了解类加载机制也不妨碍我们写一些应用层的代码,但是不代表类的加载是无缘无故完成,它必定有一个过程,必定有一个开始的地方。
TestReflect.java
public class TestReflect {
public static void main(String[] args) throws InstantiationException, IllegalAccessException, ClassNotFoundException, IllegalArgumentException, InvocationTargetException {
//假设现在程序知道了有一个类的名字叫做Student,现在要创建它的对象
String s = "Reflect.Student";//一定要用完全限定名,这点和马士兵视频中的不同,可能是jdk版本的原因
//首先要根据类名去寻找这个类文件,并将其加载到内存中来,加载后以一个Class对象的方式存在与内存中
Class c = Class.forName(s); // throws ClassNotFoundException
//根据加载进来的类对象创建这个类的对象
Object student = c.newInstance(); // throws InstantiationException and IllegalAccessException
//探知这个类的属性
Field[] fields = c.getFields();
System.out.println("探知到的属性数 = "+fields.length);
for(Field field : fields){
System.out.println(field.getName());
}
//探知这个类的方法
Method[] methods = c.getMethods();
System.out.println("探知到的方法数 = "+methods.length);
for (Method method : methods){
System.out.println(method.getName());
//调用这个类的方法
if (method.getName().equals("fun1")){
method.invoke(student);//throws IllegalArgumentException
}
//甚至还能调用Method的getParameterTypes()和getReturnType()拿到方法的参数类型和返回值类型。具体的可以参考Java的API文档
}
}
}
Student.java
class Student {
public String i = "public";
protected String s = "protected";
String ss = "default";
private String sss = "private";
static String kk = "static";
static {
System.out.println("class Student has been loaded");
}
Student(){
System.out.println("object Student has been constructed");
}
public void fun1(){
System.out.println("public function fun1() has been invoked");
}
protected void fun2(){
System.out.println("protected function fun2() has been invoked");
}
void fun3(){
System.out.println("default function fun3() has been invoked");
}
private void fun4(){
System.out.println("private function fun4() has been invoked");
}
}
输出:
class Student has been loaded
object Student has been constructed
探知到的属性数 = 1
i
探知到的方法数 = 10
fun1
public function fun1() has been invoked
wait
wait
wait
equals
toString
hashCode
getClass
notify
notifyAll
从上面的输出可以看出,利用反射动态加载的类,只能使用其public属性和方法,其他三种修饰符的一律不可以使用。
总结
所谓反射,其实跟中文中的词汇“反射”没什么特别大的联系,在Java中只是一种用于动态加载和生成类对象并使用之的技术手段。
在哪里会用到反射?
当一个程序的运行依赖于配置文件时,这个程序极有可能使用了反射。因为程序从配置文件中读到的只能是字符串,要根据字符串实现不同的逻辑,很可能涉及到不同的类,而要根据字符串生成不同的类,则必须用到反射。当然也可以在程序内写很多分支判断语句,但是这种做法会产生大量的不运行代码,而且,除非分支语句能够穷尽所有的可能,否则这个程序总存在bug。尤其是当程序运行所依赖的外部参数多于一个时,分支语句的个数简直是成指数增加,几乎不可能穷尽。
后记:我试着学习鸿洋和郭霖的文风,而尽量避免stormzhang的风格,因为我个人感觉前者的文章看着更加舒服。但我深知自己离他们任何一个人的水平都还差太远,所以如果文章中出现哪些技术性错误,请一定告诉我错在哪里,谢谢!
如果这篇文章有帮到你,请在下方留言,这将是对我莫大的鼓励。
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