Java反射机制

（重要）
1、反射的概述
- 1.1、本章的主要内容
- 1.2、关于反射的理解
- 1.3、体会反射机制的“动态性”
- 1.4、反射机制能提供的功能
- 1.5、相关API
2、Class类的理解与获取Class的实例
- 2.1、Class类的理解
- 2.2、获取Class实例的几种方式：（前三种方式需要掌握）
- 2.3、总结
- 2.4、Class实例可以是哪些结构的说明
3、了解ClassLoader
- 3.1、类的加载过程 ---- 了解
- 3.2、类的加载器的作用
- 3.3、类的加载器的分类
- 3.4、Java类编译、运行的执行的流程
- 3.5、使用Classloader加载src目录下的配置文件（需要掌握）
4、反射应用一：创建运行时类的对象（掌握）
- 4.1、代码举例
- 4.2、说明
5、反射应用二：获取运行时类的完整结构（了解）
- 5.1、获取属性结构
- 5.2、获取方法结构
- 5.3、获取构造器结构
- 5.4、获取运行时类的父类getSuperclass()
- 5.5、获取运行时类的带泛型的父类 getGenericSuperclass()
- 5.6、获取运行时类的带泛型的父类的泛型 getActualTypeArguments()
- 5.7、获取运行时类实现的接口 getInterfaces()
- 5.8、获取运行时类所在的包 getPackage()
- 5.9、获取运行时类声明的注解 getAnnotations()
6、反射应用三：调用运行时类的指定结构（掌握）
- 6.1、调用指定的属性
- 6.2、调用指定的方法（使用的最多）
- 6.3、调用指定的构造器（此方法不通用）
7、动态代理
- 7.1、代理模式的原理
- 7.2、静态代理
- - 7.2.1、举例
  - 7.2.2、静态代理的缺点
- 7.3、动态代理的特点
- 7.4、动态代理的实现
- - 7.4.1、需要解决的两个主要问题
  - 7.4.2、代码实现

（重要）

1、反射的概述

1.1、本章的主要内容

1.2、关于反射的理解

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。

框架 = 反射 + 注解 + 设计模式

1.3、体会反射机制的“动态性”

//体会反射的动态性
@Test
public void test2(){for(int i = 0;i < 100;i++){int num = new Random().nextInt(3);//0,1,2String classPath = "";switch(num){case 0:classPath = "java.util.Date";break;case 1:classPath = "java.lang.Object";break;case 2:classPath = "com.atguigu.java.Person";break;}try {Object obj = getInstance(classPath);System.out.println(obj);} catch (Exception e) {e.printStackTrace();}}}

/*
创建一个指定类的对象。
classPath:指定类的全类名*/
public Object getInstance(String classPath) throws Exception {Class clazz =  Class.forName(classPath);return clazz.newInstance();
}

1.4、反射机制能提供的功能

1.5、相关API

java.lang.Class：反射的源头
java.lang.reflect.Method
java.lang.reflect.Field
java.lang.reflect.Constructor
…

2、Class类的理解与获取Class的实例

2.1、Class类的理解

1、类的加载过程：

程序经过javac.exe命令以后，会生成一个或多个字节码文件(.class结尾)。接着我们使用java.exe命令对某个字节码文件进行解释运行。相当于将某个字节码文件加载到内存中。此过程就称为类的加载。加载到内存中的类，我们就称为运行时类，此运行时类，就作为Class的一个实例。

2、换句话说，Class的实例就对应着一个运行时类。

3、加载到内存中的运行时类，会缓存一定的时间。在此时间之内，我们可以通过不同的方式
来获取此运行时类。

2.2、获取Class实例的几种方式：（前三种方式需要掌握）

方式三用的最多

     //方式一：调用运行时类的属性：.classClass clazz1 = Person.class;System.out.println(clazz1);//方式二：通过运行时类的对象,调用getClass()Person p1 = new Person();Class clazz2 = p1.getClass();System.out.println(clazz2);//方式三：调用Class的静态方法：forName(String classPath)   ---用的最多Class clazz3 = Class.forName("com.atguigu.java.Person");
//        clazz3 = Class.forName("java.lang.String");System.out.println(clazz3);System.out.println(clazz1 == clazz2);System.out.println(clazz1 == clazz3);//方式四：使用类的加载器：ClassLoader  (了解)ClassLoader classLoader = ReflectionTest.class.getClassLoader();Class clazz4 = classLoader.loadClass("com.atguigu.java.Person");System.out.println(clazz4);System.out.println(clazz1 == clazz4);

2.3、总结

创建类的对象的方式?

方式一：new + 构造器；
方式二：要创建Xxx类的对象，可以考虑：Xxx、Xxxs、XxxFactory、XxxBuilder类中查看是否有静态方法的存在。可以调用其静态方法，创建Xxx对象；
方式三：通过反射；

2.4、Class实例可以是哪些结构的说明

3、了解ClassLoader

3.1、类的加载过程 ---- 了解

3.2、类的加载器的作用

3.3、类的加载器的分类

3.4、Java类编译、运行的执行的流程

3.5、使用Classloader加载src目录下的配置文件（需要掌握）

@Testpublic void test2() throws Exception {Properties pros =  new Properties();//此时的文件默认在当前的module下。//读取配置文件的方式一：
//        FileInputStream fis = new FileInputStream("jdbc.properties");
//        FileInputStream fis = new FileInputStream("src\\jdbc1.properties");
//        pros.load(fis);//读取配置文件的方式二：使用ClassLoader//配置文件默认识别为：当前module的src下ClassLoader classLoader = ClassLoaderTest.class.getClassLoader();InputStream is = classLoader.getResourceAsStream("jdbc1.properties");pros.load(is);String user = pros.getProperty("user");String password = pros.getProperty("password");System.out.println("user = " + user + ",password = " + password);}

4、反射应用一：创建运行时类的对象（掌握）

4.1、代码举例

Class<Person> clazz = Person.class;Person obj = clazz.newInstance();
System.out.println(obj);

4.2、说明

newInstance()：调用此方法，创建对应的运行时类的对象。内部调用了运行时类的空参的构造器。

要想此方法正常的创建运行时类的对象，要求：

运行时类必须提供空参的构造器；
空参的构造器的访问权限得满足。通常，设置为public；

在javabean中要求提供一个public的空参构造器。原因：

便于通过反射，创建运行时类的对象；
便于子类继承此运行时类时，默认调用super()时，保证父类此构造器；

5、反射应用二：获取运行时类的完整结构（了解）

我们可以通过反射，获取对应的运行时类中所有的属性、方法、构造器、父类、接口、父类的泛型、包、注解、异常等…

5.1、获取属性结构

@Test
public void test1(){Class clazz = Person.class;//获取属性结构//getFields():获取当前运行时类及其父类中声明为public访问权限的属性Field[] fields = clazz.getFields();for(Field f : fields){System.out.println(f);}System.out.println();//getDeclaredFields():获取当前运行时类中声明的所属性。（不包含父类中声明的属性Field[] declaredFields = clazz.getDeclaredFields();for(Field f : declaredFields){System.out.println(f);}
}

5.2、获取方法结构

@Test
public void test1(){Class clazz = Person.class;//获取方法结构//getMethods():获取当前运行时类及其父类中声明为public权限的方法Method[] methods = clazz.getMethods();for(Method m : methods){System.out.println(m);}System.out.println();//getDeclaredMethods():获取当前运行时类中声明的所方法。（不包含父类中声明的方法）Method[] declaredMethods = clazz.getDeclaredMethods();for(Method m : declaredMethods){System.out.println(m);}
}

5.3、获取构造器结构


/*获取构造器结构
*/@Test
public void test1(){Class clazz = Person.class;//getConstructors():获取当前运行时类中声明为public的构造器Constructor[] constructors = clazz.getConstructors();for(Constructor c : constructors){System.out.println(c);}System.out.println();//getDeclaredConstructors():获取当前运行时类中声明的所有的构造器Constructor[] declaredConstructors = clazz.getDeclaredConstructors();for(Constructor c : declaredConstructors){System.out.println(c);}}

5.4、获取运行时类的父类getSuperclass()

/*获取运行时类的父类getSuperclass()*/@Test
public void test2(){Class clazz = Person.class;Class superclass = clazz.getSuperclass();System.out.println(superclass);
}

5.5、获取运行时类的带泛型的父类 getGenericSuperclass()

/*
获取运行时类的带泛型的父类  getGenericSuperclass()*/@Test
public void test3(){Class clazz = Person.class;Type genericSuperclass = clazz.getGenericSuperclass();System.out.println(genericSuperclass);
}

5.6、获取运行时类的带泛型的父类的泛型 getActualTypeArguments()

/*
获取运行时类的带泛型的父类的泛型  getActualTypeArguments()代码：逻辑性代码  vs 功能性代码
*/@Test
public void test4(){Class clazz = Person.class;Type genericSuperclass = clazz.getGenericSuperclass();ParameterizedType paramType = (ParameterizedType) genericSuperclass;//获取泛型类型Type[] actualTypeArguments = paramType.getActualTypeArguments();//  System.out.println(actualTypeArguments[0].getTypeName());System.out.println(((Class)actualTypeArguments[0]).getName());
}

5.7、获取运行时类实现的接口 getInterfaces()

/*
获取运行时类实现的接口   getInterfaces()*/@Test
public void test5(){Class clazz = Person.class;Class[] interfaces = clazz.getInterfaces();for(Class c : interfaces){System.out.println(c);}System.out.println();//获取运行时类的父类实现的接口  getSuperclass().getInterfaces()Class[] interfaces1 = clazz.getSuperclass().getInterfaces();for(Class c : interfaces1){System.out.println(c);}
}

5.8、获取运行时类所在的包 getPackage()

/*获取运行时类所在的包  getPackage()*/@Test
public void test6(){Class clazz = Person.class;Package pack = clazz.getPackage();System.out.println(pack);
}

5.9、获取运行时类声明的注解 getAnnotations()

/*获取运行时类声明的注解  getAnnotations()*/@Test
public void test7(){Class clazz = Person.class;Annotation[] annotations = clazz.getAnnotations();for(Annotation annos : annotations){System.out.println(annos);}
}

6、反射应用三：调用运行时类的指定结构（掌握）

调用运行时类指定的结构：属性、方法、构造器。

6.1、调用指定的属性

@Test
public void testField1() throws Exception {Class clazz = Person.class;//创建运行时类的对象Person p = (Person) clazz.newInstance();//1. getDeclaredField(String fieldName):获取运行时类中指定变量名的属性Field name = clazz.getDeclaredField("name");//2.保证当前属性是可访问的(private的也可以访问)name.setAccessible(true);//3.获取、设置指定对象的此属性值name.set(p,"Tom");  //设置System.out.println(name.get(p));   //获取
}

6.2、调用指定的方法（使用的最多）

@Testpublic void testMethod() throws Exception {Class clazz = Person.class;//创建运行时类的对象Person p = (Person) clazz.newInstance();/*1.获取指定的某个方法getDeclaredMethod():参数1 ：指明获取的方法的名称  参数2：指明获取的方法的形参列表*/Method show = clazz.getDeclaredMethod("show", String.class);//2.保证当前方法是可访问的show.setAccessible(true);/*3. 调用方法的invoke():参数1：方法的调用者  参数2：给方法形参赋值的实参invoke()的返回值即为对应类中调用的方法的返回值。*/Object returnValue = show.invoke(p,"CHN"); //String nation = p.show("CHN");System.out.println(returnValue);System.out.println("*************如何调用静态方法*****************");// private static void showDesc()Method showDesc = clazz.getDeclaredMethod("showDesc");showDesc.setAccessible(true);//如果调用的运行时类中的方法没返回值，则此invoke()返回null
//        Object returnVal = showDesc.invoke(null);Object returnVal = showDesc.invoke(Person.class);System.out.println(returnVal);//null}

6.3、调用指定的构造器（此方法不通用）

@Test
public void testConstructor() throws Exception {Class clazz = Person.class;//private Person(String name)/*1.获取指定的构造器getDeclaredConstructor():参数：指明构造器的参数列表*/Constructor constructor = clazz.getDeclaredConstructor(String.class);//2.保证此构造器是可访问的constructor.setAccessible(true);//3.调用此构造器创建运行时类的对象Person per = (Person) constructor.newInstance("Tom");System.out.println(per);}

7、动态代理

7.1、代理模式的原理

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。

7.2、静态代理

7.2.1、举例

实现Runnable接口的方法创建多线程。

Class MyThread implements Runnable{} //相当于被代理类
Class Thread implements Runnable{} //相当于代理类
main(){MyThread t = new MyThread();Thread thread = new Thread(t);thread.start();//启动线程；调用线程的run()
}

7.2.2、静态代理的缺点

① 代理类和目标对象的类都是在编译期间确定下来，不利于程序的扩展。
② 每一个代理类只能为一个接口服务，这样一来程序开发中必然产生过多的代理。

7.3、动态代理的特点

动态代理是指客户通过代理类来调用其它对象的方法，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。

7.4、动态代理的实现

7.4.1、需要解决的两个主要问题

问题一：如何根据加载到内存中的被代理类，动态的创建一个代理类及其对象；
（通过Proxy.newProxyInstance()实现）
问题二：当通过代理类的对象调用方法a时，如何动态的去调用被代理类中的同名方法a；
（通过InvocationHandler接口的实现类及其方法invoke()）

7.4.2、代码实现

/**** 动态代理的举例** @author shkstart* @create 2019 上午 10:18*/interface Human{String getBelief();void eat(String food);}
//被代理类
class SuperMan implements Human{@Overridepublic String getBelief() {return "I believe I can fly!";}@Overridepublic void eat(String food) {System.out.println("我喜欢吃" + food);}
}class HumanUtil{public void method1(){System.out.println("====================通用方法一====================");}public void method2(){System.out.println("====================通用方法二====================");}}//生成代理类的工厂
class ProxyFactory{//调用此方法，返回一个代理类的对象。解决问题一// 问题一:根据加载到内存中的被代理类，动态的创建一个代理类及其对象。//（通过Proxy.newProxyInstance()实现）public static Object getProxyInstance(Object obj){//obj:被代理类的对象//解决问题二：当通过代理类的对象调用方法a时，如何动态的去调用被代理类中的同名方法a。// (通过InvocationHandler接口的实现类及其方法invoke())MyInvocationHandler handler = new MyInvocationHandler();handler.bind(obj);return Proxy.newProxyInstance(obj.getClass().getClassLoader(),obj.getClass().getInterfaces(),handler);}}//解决问题二
class MyInvocationHandler implements InvocationHandler{private Object obj;//需要使用被代理类的对象进行赋值public void bind(Object obj){this.obj = obj;}//当我们通过代理类的对象，调用方法a时，就会自动的调用如下的方法：invoke()//将被代理类要执行的方法a的功能就声明在invoke()中@Overridepublic Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args) throws Throwable {HumanUtil util = new HumanUtil();util.method1();//method:即为代理类对象调用的方法，此方法也就作为了被代理类对象要调用的方法//obj:被代理类的对象Object returnValue = method.invoke(obj,args);util.method2();//上述方法的返回值就作为当前类中的invoke()的返回值。return returnValue;}
}public class ProxyTest {public static void main(String[] args) {SuperMan superMan = new SuperMan();//proxyInstance:代理类的对象Human proxyInstance = (Human) ProxyFactory.getProxyInstance(superMan);//当通过代理类对象调用方法时，会自动的调用被代理类中同名的方法String belief = proxyInstance.getBelief();System.out.println(belief);proxyInstance.eat("四川麻辣烫");System.out.println("*****************************");NikeClothFactory nikeClothFactory = new NikeClothFactory();ClothFactory proxyClothFactory = (ClothFactory) ProxyFactory.getProxyInstance(nikeClothFactory);proxyClothFactory.produceCloth();}
}

体会：反射的动态性

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