Java——反射(reflection)详解

文章目录

反射(reflection)
- 引出反射
- Java Reflection
- - java反射机制可以完成
  - 反射相关的主要类：
  - 反射优点和缺点
  - 反射调用优化-关闭访问检查
- Class类
- - 基本介绍
  - Class类的常用方法：
  - 获取Class 对象:
  - 拓展:哪些类型有Class对象
- 类加载
- - 基本说明
  - 类加载时机
  - 加载阶段
  - 连接阶段-解析
  - Initialiaztion(初始化)
- 通过反射获取类的结构信息
- - 第一组:java.lang.Class 类
  - 第二组: java.lang.reflect.Field 类
- 通过反射创建对象
- 通过反射访问类中的成员
- - 访问属性
  - 访问方法
- 应用案例

反射(reflection)

引出反射

使用Propertier 类，可以读写配置文件

Propertier properties = new Properties();
properties.load(new FileInputStream("src\\re.properties"))//原路径
String classfullPath = properties.get("classfullpath").toString();//得到类信息
String method = properties.get("method").toString();//得到方法信息
System.out.println("classfullpath="+ classfulllpath);
System,out.println("method="+ method);

创建对象，传统的方法，行不通 ====> 反射机制
使用反射机制解决

//(1)加载类，返回Class类型的对象cls
Class acalss = Class.forName(classfullpath);
//(2)通过 cls 得到你加载的类 Cat 的对象实例
Object o = cls.newInstance();
System.out.println(o.getClass());// 运行类型
//(3)通过 cls 得到你加载的类 Cat 的methodName "hi" 的方法对象
// 即：在反射中，可以把方法视为对象（万物皆对象）
Method method1 = cls.getMethod(methodName);
//(4)通过method1 调用方法: 即通过方法对象来实现调用方法
method1.invoke(o); //传统方法 对象.方法(), 反射机制 方法.invoke(对象)说明：即通过外部文件配置，在不修改源码情况下，来控制程序，也符合设计模式的ocp原则(开闭原则:不修改源码，扩容功能)

Java Reflection

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(比如成员变量，构造器，成员方法等等)，并能操作对象的属性及方法。反射在设计模式和框架底层都会用到。

加载完类之后，在堆中就产生了一个Class 类型的对象(一个类只有一个Class对象)，这个对象包含了类的完整结构信息。通过这个对象得到类的结构。这个对象就像一面镜子，透过一个镜子看见类的结构，所以，形象的称之为：反射。

Java反射机制原理示意图

java反射机制可以完成

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

在运行时的得到任意一个类所具有的成员变量和方法

在运行时调用任意一个对象的成员变量和方法

生成动态代理

反射相关的主要类：

java.lang.Class：代表一个类，Class对象表示某个类加载后在堆中的对象

java.lang.reflect.Method:代表类的方法，Method对象表示某个类的方法

java.lang.reflect.Field:代表类的成员变量，Field对象表示某个类的成员变量

java.lang.reflect.Constructor:代表类的构造方法，Constructor对象表示构造器

反射优点和缺点

优点：可以动态的创建和使用对象(也是框架底层核心)，使用灵活，没有反射机制，框架技术就失去底层支撑。

缺点：使用反射基本是解释执行，对执行速度有影响。

反射调用优化-关闭访问检查

Method和Field、Constructor对象都有setAccessible() 方法

setAccessible作用和禁用访问安全检查的开关

参数值为true表示反射的对象在使用时取消访问检查，提高反射的效率。参数值为fasle则表示反射的对象执行访问检查

Class类

基本介绍

Class类也是类,因此也继承Object类

Class类对象不是new出来的,而是系统创建的

对于某个类的Class类对象,在内存中只有一份,因为类只加载一次

每个类的实例都会记得自己是由哪个Class实例所生成的

通过Class对象可以完整地得到一个类的完成结构,通过一系列API

Class对象时存放在堆的

类的字节码二进制数据,是放在方法区的,有的地方称为类的元数据(包括方法代码, 变量名, 方法名, 请求权限等等)

Class类的常用方法：

    String classAllPath = "reflection.Car";//获取到Car 类对应的 Class 对象// <?>表示不确定的java 类型Class<?> aClass = Class.forName(classAllPath);//输出clsSystem.out.println(aClass); //显示aClass 对象，是哪个类的Class reflection.CarSystem.out.println(Class.class); //输出aClass 运行类型 java.lang.Class//3. 得到包名System.out.println(aClass.getPackage().getName());//4.全类名System.out.println(aClass.getName());//5.通过aClass 创建一个对象实例Car car =(Car) aClass.getConstructor().newInstance();System.out.println(car);//6. 通过反射获取属性 brandField color = aClass.getField("color");System.out.println(color.get(car));//7. 通过反射给属性赋值color.set(car,"黄色");System.out.println(color.get(car));//8. 遍历所有属性System.out.println("====================");Field[] fields = aClass.getFields();for(  Field n : fields){System.out.println(n.getName());}

获取Class 对象:

public static void main(String[] args) throws Exception {//1.Class.forNameString classAllPath = "reflection.Car";Class<?> aClass1 = Class.forName(classAllPath);Object o = aClass1.getConstructor().newInstance();Field color = aClass1.getField("color");System.out.println(color.get(o));//2. 类名.classClass carClass2 = Car.class;System.out.println(carClass2);//3.对象.getClass(),应用场景,有对象实例Car car = new Car();Class aClass3 = car.getClass();System.out.println(aClass3);//4.通过类的加载器(4中类加载器)来获取到类的Class 对象//  (1)先得到类加载器 carClassLoader classLoader = car.getClass().getClassLoader();//  (2) 通过类加载器得到Class 对象Class<?> aClass4 = classLoader.loadClass(classAllPath);System.out.println(aClass4);// 上四个均为同一个对象System.out.println(aClass1.hashCode());System.out.println(carClass2.hashCode());System.out.println(aClass3.hashCode());System.out.println(aClass4.hashCode());//5.基本数据类型(int,char,boolean,float,double,byte,long,short)按如下方式得到Class类对象//Class aClass = 基本数据类型.classClass<Integer> integerClass = int.class;System.out.println(integerClass);Class<Character> characterClass = char.class;//6.基本数据类型对应的包装类,可以通过.type得到Class类对象//Class aClass = 包装类.TYPE;Class<Integer> integerClass1 = Integer.class;System.out.println(integerClass1);Class<Boolean> booleanClass = Boolean.class;
}

拓展:哪些类型有Class对象

外部类,成员内部类,静态内部类,局部内部类,匿名内部类

interface: 接口

数组

enum: 枚举

annotation : 注解

基本数据类型

void

类加载

基本说明

反射机制是java实现动态语言的关键,也就是通过反射实现类动态加载.

静态加载:编译时加载相关的类, 如果没有则报错,依赖性太强

动态加载: 运行时加载需要的类,如果运行时不用该类,则不报错,降低了依赖性 ( 反射动态加载)

类加载时机

当创建对象时(new) //静态加载

当子类被加载时 //静态加载

调用类中的静态成员时 //静态加载

通过反射 //动态加载

加载阶段

JVM 在该阶段的主要目的是将字节码从不同的数据源(可能是class 文件、也可能是jar包,甚至网络) 转化为二进制字节流加载到内存中,并生成一个代表该类的java.lang.Class 对象
public int n1 = 10;
public static int n2 = 20;
public static final int n3 = 30;// n1 是实例属性,不是静态变量,因此在准备阶段,是不会分配内存
// n2 是静态变量,分配内存 n2 是默认初始化 0,而不是20
// n3 是static final 是常量,他和静态变量不一样,因为一旦赋值就不变 n3 = 30

连接阶段-解析

虚拟机将常量池内的符号引用替换为直接引用的过程

Initialiaztion(初始化)

到初始化阶段,才真正开始执行类中定义的java 程序代码,此阶段是执行 () 方法的过程

() 方法是由编译器按语句在源文件中出现的顺序,依次自动收集类中所有静态变量的赋值动作和静态代码块中的语句,并进行合并.

虚拟机会保证一个类的() 方法在多线程环境中被正确地加锁、同步、如果多个线程同时去初始化一个类,那么只会有一个线程去执行这个类的() 方法,其他线程都需要阻塞等待,知道活动线程执行() 方法完毕

通过反射获取类的结构信息

第一组:java.lang.Class 类

getName:获取全类名

getSimpleName:获取简单类名

getFields: 获取所有public 修饰的属性, 包含本类一级父类的

getDeclaredFields: 获取本类中所有属性

getMethods: 获取所有public 修饰的方法,包含本类以及父类的

getDeclaredMethods: 获取本类中所有方法

getConstructors: 获取所有public 修饰的构造器,包含本类所有public

getDeclaredConstructors: 获取本类中所有的构造器

getPackage: 以Package 形式返回包信息

getSuperClass: 以Class 形式返回父类信息

getInterfaces: 以Class[] 形式返回接口信息

getAnnotations: 以Annotation[] 形式返回注解信息

第二组: java.lang.reflect.Field 类

getModfiers:以int 形式返回修饰符

[说明: 默认修饰符是0, public 是1 ,private 是 2, protected 是4, static 是8 ,final 是 16]

getType:

以Class 形式返回类型

getName: 返回属性名

通过反射创建对象

方式一: 调用类中的public 修饰的无参构造器

方式二: 调用类中的指定构造器

Class类相关方法

newInstance : 调用类中的无参构造器, 获取对应类的对象

getConstructor(Class…cls): 根据参数列表,获取对应的public 构造器对象

getDecalaredConstructor(Class…cls ): 根据参数列表,获取对应的构造器对象

Constructor 类相关方法

setAccessible: 暴破

newInstance(Object…obj): 调用构造器

通过反射访问类中的成员

访问属性

根据属性名获取Field对象

Field f = cls 对象.getDeclareField(属性名);

暴力破解: f.setAccseeible(true); //f 是Field

访问 f.set(o, 值); syso(f.get(o)); //o表示对象

注意: 如果是静态属性,则set 和 get中的参数o, 可以写成null
        Class<?> aClass = Class.forName("reflection.Student");Object o = aClass.getConstructor().newInstance();System.out.println(o.getClass());//3.使用反射得到 age 属性Field age = aClass.getField("age");age.set(o,100);System.out.println(o);//4.使用反射操作name 属性Field name = aClass.getDeclaredField("name");
//        name.setAccessible(true);name.set(o,"Pink");// 因为name是static 属性,因此 o 也可以写出nullSystem.out.println(o);

访问方法

根据方法名和参数列表获取Method方法对象 : Method m = cls.getDeclaredMethod(方法名, xx.class);

获取对象 : Object o = clazz.newInstance();

暴破: m.setAccessible(true);

访问: Object returnValue = m.invlke(o, 实参列表);

注意: 如果是静态方法, 则invoke 的参数o, 也可以写成null;
        //1.得到Boss类对应的Class对象Class<?> aClass = Class.forName("reflection.Boss");//2.创建对象Object o = aClass.getConstructor().newInstance();//3. 得到hi方法对象Method hi = aClass.getMethod("hi", String.class);//4. 调用System.out.println(hi.invoke(o,"Tom"));//5.调用private static 方法Method declaredMethod = aClass.getDeclaredMethod("say", int.class, String.class,char.class);declaredMethod.setAccessible(true);System.out.println(declaredMethod.invoke(o,20,"Jack",'w'));//在反射中,如果方法有返回值,统一按照 Object 返回

应用案例

        Class<?> aClass = Class.forName("java.io.File");Constructor<?>[] declaredConstructors = aClass.getDeclaredConstructors();for (Constructor<?> declaredConstructor : declaredConstructors) {System.out.println("File类中的构造器为=" + declaredConstructor);}Constructor<?> declaredConstructor = aClass.getDeclaredConstructor(String.class);String FilePath ="E:\\myNew.txt";Object file = declaredConstructor.newInstance(FilePath);Method createNewFile = aClass.getMethod("createNewFile");//得到方法的对象createNewFile.invoke(file);

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反射(reflection)

引出反射

Java Reflection

java反射机制可以完成

反射相关的主要类：

反射优点和缺点

反射调用优化-关闭访问检查

Class类

基本介绍

Class类的常用方法：

获取Class 对象:

拓展:哪些类型有Class对象

类加载

基本说明

类加载时机

加载阶段

连接阶段-解析

Initialiaztion(初始化)

通过反射获取类的结构信息

第一组:java.lang.Class 类

第二组: java.lang.reflect.Field 类

通过反射创建对象

通过反射访问类中的成员

访问属性

访问方法

应用案例

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