谈谈Java中的反射机制
前言
在使用框架进行开发时,我们的开发速度大大提升。我们感叹于它的神奇之处,我们使用它的时候,也要知道其“灵魂”。正所谓,无反射,不框架,框架的灵魂就是反射。
另外,我们在eclipse或者IDEA中编辑Java代码时,它们是怎么知道我们的对象有哪些方法,输入一个点就能给提示呢?
带着问题我们来谈谈反射。
概念
反射:是将一个类的各个部分封装为其他对象,这就是反射机制。
看着上面文邹邹的话语,想必大家并没有理解啥是反射。下面我们来通过一个例子来进行讲解。
我们来看一下我们的Java代码在计算机中经历的几个阶段:
第一个阶段:源代码阶段
首先,我们定义一个猫的类,包含名字,年龄,无参和全参构造方法,和一个猫叫的方法。
Cat.java如下:
public class Cat {private String name;//猫的名字private int age;//猫的年龄public Cat() {//无参构造方法}public Cat(String name, int age) {//全参构造方法this.name = name;this.age = age;}public void meow(){//猫叫的方法System.out.println("喵喵喵~~~");}
}
写完这个代码之后,我们并不能运行它,我们需要执行一个操作:编译。
通过Java自带的编译器,使用 javac 这个命令,编译 Cat.java 文件,如果编写的代码没有问题,会在磁盘上生成一个字节码文件:Cat.class 文件。
这个字节码文件放的是什么呢?
它主要包含三个主要的内容:
当然不止这三个内容,还有类的名称等等等等。
这就是java代码在计算机中的第一个阶段:
这时我们的代码还在硬盘,并没有进入内存。
我们先不谈第二个阶段,我们先来谈谈第三个阶段,也就是我们通常new对象的阶段。
第三个阶段:运行时阶段
这就是我们的运行时阶段。
从字节码文件到new出类的对象这又是一个怎样的过程呢?我们需要把字节码文件加载到内存中才能使用,这就要介绍我们的第二个阶段了。
第二个阶段:Class类对象阶段
在Java中万物皆对象,有一个对象来描述字节码文件;这个对象是Class类对象;
需要把字节码中的成员变量,构造方法,成员方法都表示出来,又这些可能不止一个,所以这三种需要由一个数组来存储,所以主要由三个主要的部分组成:
Field[] fields;//成员变量数组
Constuctor[] constuctors;//构造方法数组
Method[] method;//成员方法数组
可以看到,我们把它们存储到对象中了,然后就能够知道有哪些成员变量,哪些方法了,这就解答了我们前面的如何提示问题。
然后通过类对象创建对应的Cat类等对象。
三个阶段
获取字节码Class对象的三种方式
第一种方式
如果我们的java代码在第一个阶段时,它还没有进入内存,我们需要将它加载到内存,需要使用
Class.forName(“全类名”);方式将其加载到内存,获取Class对象;
第二种方式
如果我们的java代码在第二个阶段时,它还没有创建对象,但是我们已经把它它加载到了内存,获取到了它的类名,我们可以使用 类名.class的方式获取Class对象;
第三种方式
如果我们的java代码在第三个阶段时,已经有了该类的对象,我们只需要用 对象.getClass() 的方式获取Class对象;
下面我们就来演示一下这三种方法的使用;
首先我们创建一个包com.demo.domain(命名随自己来定),存放我们的实体类对象,本文使用Cat.java进行演示;
package com.demo.domain;public class Cat {private String name;//猫的名字private int age;//猫的年龄public Cat() {//无参构造方法}public Cat(String name, int age) {//全参构造方法this.name = name;this.age = age;}public String getName() {return name;}public void setName(String name) {this.name = name;}public int getAge() {return age;}public void setAge(int age) {this.age = age;}public void meow(){//猫叫的方法System.out.println("喵喵喵~~~");}
}
再创建一个包com.demo.reflect用来演示这三种方式;Demo1.java如下:
package com.demo.reflect;import com.demo.domain.Cat;public class Demo1 {public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException {//第一种方式,Class.forName("全类名")Class cls1 = Class.forName("com.demo.domain.Cat");System.out.println(cls1);//输出class com.demo.domain.Cat//第一种方式,类名.classClass cls2 = Cat.class;//在使用Cat类之前需要进行导入System.out.println(cls2);//输出class com.demo.domain.Cat//第三种方式,已经具有对象,使用对象.getClassCat cat = new Cat();Class cls3 = cat.getClass();System.out.println(cls3);//输出class com.demo.domain.Cat}
}
注意:本文没写Class的泛型。
那获取到的三个对象是什么关系呢?我们用一段代码,验证它们的内存地址是否相等。
//比较三个对象
System.out.println(cls1 == cls2);//true
System.out.println(cls2 == cls3);//true
输出均为true,可见它们的内存地址是相同的。
所以,同一个字节码文件,在同一个程序运行的过程中,只会被加载一次,三种方式获取的Class对象都是同一个。
Class对象功能:
Class对象功能:
- 获取功能:
获取成员变量们
Field[] getFields() :获取所有public修饰的成员变量
Field getField(String name) 获取指定名称的 public修饰的成员变量
Field[] getDeclaredFields() 获取所有的成员变量,不考虑修饰符
Field getDeclaredField(String name)
获取构造方法们
Constructor<?>[] getConstructors()
Constructor getConstructor(类<?>… parameterTypes)
Constructor getDeclaredConstructor(类<?>… parameterTypes)
Constructor<?>[] getDeclaredConstructors()
获取成员方法们:
Method[] getMethods()
Method getMethod(String name, 类<?>… parameterTypes)
Method[] getDeclaredMethods()
Method getDeclaredMethod(String name, 类<?>… parameterTypes)
获取全类名
- String getName()
- 获取功能:
Field:成员变量
- 操作:
设置值
- void set(Object obj, Object value)
获取值
- get(Object obj)
忽略访问权限修饰符的安全检查
- setAccessible(true):暴力反射
- 操作:
Constructor:构造方法
- 创建对象:
T newInstance(Object… initargs)
如果使用空参数构造方法创建对象,操作可以简化:Class对象的newInstance方法
- 创建对象:
Method:方法对象
执行方法:
- Object invoke(Object obj, Object… args)
获取方法名称:
- String getName:获取方法名
反射好处
反射有很多的优势:
- 我们可以在程序运行过程中,操作这些对象。
- 可以为我们的程序进行解耦,提高程序的可扩展性。
相信大家对反射有了一定的了解,感谢大家的阅读。
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