Java反射机制笔记一

Java反射机制

15-1 Java反射机制概述
15-2 理解Class类并获取Class的实例
- 反射例程
15-3 类的加载与ClassLoader的理解
- 类的加载器例程
15-4 创建运行时类的对象
- 通过发射创建对应的运行时类的对象
15-5 获取运行时类的完整结构
- 获取运行时类的完整结构例程
15-6 调用运行时类的指定结构
- 调用运行时类中指定的结构：属性、方法、构造器
15-7 反射的应用：动态代理
- 静态代理举例
- 动态代理的举例

15-1 Java反射机制概述

一、Java Reflection
1.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。
2.加载完类之后，在堆内存的方法区中就产生了一个Class类型的对象（一个类只有一个Class对象），这个对象就包含了完整的类的结构信息。我们可以通过这个对象看到类的结构。这个对象就像一面镜子，透过这个镜子看到类的结构，所以，我们形象的称之为：反射。

二、补充：动态语言 vs 静态语言
1、动态语言
是一类在运行时可以改变其结构的语言：例如新的函数、对象、甚至代码可以被引进，已有的函数可以被删除或是其他结构上的变化。通俗点说就是在运行时代码可以根据某些条件改变自身结构。主要动态语言：Object-C、C#、JavaScript、PHP、Python、Erlang。
2、静态语言
与动态语言相对应的，运行时结构不可变的语言就是静态语言。如Java、C、C++。
补充：动态语言 vs 静态语言
Java不是动态语言，但Java可以称之为“准动态语言”。即Java有一定的动态性，我们可以利用反射机制、字节码操作获得类似动态语言的特性。Java的动态性让编程的时候更加灵活！
三、Java反射机制研究及应用
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
在运行时获取泛型信息
在运行时调用任意一个对象的成员变量和方法
在运行时处理注解
生成动态代理
四、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:代表类的构造器

15-2 理解Class类并获取Class的实例

一、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，此类是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。

对象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结构(class/interface/enum/annotation/primitive type/void/[])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
一个加载的类在 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所有被加载的结构
Class类是Reflection的根源，针对任何你想动态加载、运行的类，唯有先获得相应的Class对象

三、Class类的常用方法

方法名	功能说明
static Class forName(String name)	返回指定类名 name 的 Class 对象
Object newInstance()	调用缺省构造函数，返回该Class对象的一个实例
getName()	返回此Class对象所表示的实体（类、接口、数组类、基本类型或void）名称
Class getSuperClass()	返回当前Class对象的父类的Class对象
Class [] getInterfaces()	获取当前Class对象的接口
ClassLoader getClassLoader()	返回该类的类加载器
Class getSuperclass()	返回表示此Class所表示的实体的超类的Class
Constructor[] getConstructors()	返回一个包含某些Constructor对象的数组
Field[] getDeclaredFields()	返回Field对象的一个数组
Method getMethod(String name,Class … paramTypes)	返回一个Method对象，此对象的形参类型为paramType

四、反射的应用举例
String str = “test4.Person”;
Class clazz = Class.forName(str);
Object obj = clazz.newInstance();
Field field = clazz.getField(“name”);
field.set(obj, “Peter”);
Object name = field.get(obj);
System.out.println(name);
注：test4.Person是test4包下的Person类
五、获取Class类的实例(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=“www.atguigu.com”.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(不做要求)
ClassLoader cl=this.getClass().getClassLoader();
Class clazz4 = cl.loadClass(“类的全类名”);
六、哪些类型可以有Class对象？
（1）class：
外部类，成员(成员内部类，静态内部类)，局部内部类，匿名内部类
（2）interface：接口
（3）[]：数组
（4）enum：枚举
（5）annotation：注解@interface
（6）primitive type：基本数据类型
（7）void

Class c1 = Object.class;
Class c2 = Comparable.class;
Class c3 = String[].class;
Class c4 = int[][].class;
Class c5 = ElementType.class;
Class c6 = Override.class;
Class c7 = int.class;
Class c8 = void.class;
Class c9 = Class.class;
int[] a = new int[10];
int[] b = new int[100];
Class c10 = a.getClass();
Class c11 = b.getClass();
// 只要元素类型与维度一样，就是同一个Class
System.out.println(c10 == c11);

反射例程

package com.atguigu.java;
import org.junit.Test;
import java.lang.annotation.ElementType;
import java.lang.reflect.Constructor;
import java.lang.reflect.Field;
import java.lang.reflect.Method;
/* 1.在Person类外部，不可以通过Person类的对象调用其内部私有结构。* 2.而通过反射，可以调用Person类的私有结构的。比如：私有的构造器、方法、属性* 通过反射可以对私有属性进行访问和修改*/public class ReflectionTest {//反射之前，对于Person的操作@Testpublic void test1() {//1.创建Person类的对象Person p1 = new Person("Tom", 12);//2.通过对象，调用其内部的属性、方法p1.age = 10;System.out.println(p1.toString());p1.show();//在Person类外部，不可以通过Person类的对象调用其内部私有结构。//比如：name、showNation()以及私有的构造器}//反射之后，对于Person的操作@Testpublic void test2() throws Exception{Class clazz = Person.class;//1.通过反射，创建Person类的对象Constructor cons = clazz.getConstructor(String.class,int.class);Object obj = cons.newInstance("Tom", 12);Person p = (Person) obj;System.out.println(p.toString());//2.通过反射，调用对象指定的属性、方法//调用属性Field age = clazz.getDeclaredField("age");age.set(p,10);System.out.println(p.toString());//调用方法Method show = clazz.getDeclaredMethod("show");show.invoke(p);System.out.println("*******************************");//通过反射，可以调用Person类的私有结构的。比如：私有的构造器、方法、属性//调用私有的构造器Constructor cons1 = clazz.getDeclaredConstructor(String.class);cons1.setAccessible(true);Person p1 = (Person) cons1.newInstance("Jerry");System.out.println(p1);//调用私有的属性Field name = clazz.getDeclaredField("name");name.setAccessible(true);name.set(p1,"HanMeimei");System.out.println(p1);//调用私有的方法Method showNation = clazz.getDeclaredMethod("showNation", String.class);showNation.setAccessible(true);String nation = (String) showNation.invoke(p1,"中国");//相当于String nation = p1.showNation("中国")System.out.println(nation);}//疑问1：通过直接new的方式或反射的方式都可以调用公共的结构，开发中到底用那个？//建议：直接new的方式。//什么时候会使用：反射的方式。 反射的特征：动态性//疑问2：反射机制与面向对象中的封装性是不是矛盾的？如何看待两个技术？//不矛盾。/*关于java.lang.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。*///获取Class的实例的方式（前三种方式需要掌握）@Testpublic void test3() throws ClassNotFoundException {//方式一：调用运行时类的属性：.classClass clazz1 = Person.class;System.out.println(clazz1);//class com.atguigu.java.Person//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);//class com.atguigu.java.Person//方式三：调用Class的静态方法：forName(String classPath)Class clazz3 = Class.forName("com.atguigu.java.Person");
//        clazz3 = Class.forName("java.lang.String");System.out.println(clazz3);//class com.atguigu.java.PersonSystem.out.println(clazz1 == clazz2);//trueSystem.out.println(clazz1 == clazz3);//true//结论:-->四种方式获取的是内存中的同一个运行时类//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);//class com.atguigu.java.PersonSystem.out.println(clazz1 == clazz4);//true}//万事万物皆对象？对象.xxx,File,URL,反射,前端、数据库操作//Class实例可以是哪些结构的说明：@Testpublic void test4(){Class c1 = Object.class;Class c2 = Comparable.class;Class c3 = String[].class;Class c4 = int[][].class;Class c5 = ElementType.class;Class c6 = Override.class;Class c7 = int.class;Class c8 = void.class;Class c9 = Class.class;int[] a = new int[10];int[] b = new int[100];Class c10 = a.getClass();Class c11 = b.getClass();// 只要数组的元素类型与维度一样，就是同一个ClassSystem.out.println(c10 == c11);}
}

Person 类定义：

package com.atguigu.java;
public class Person {private String name;public int age;@Overridepublic String toString() {return "Person{" +"name='" + name + '\'' +", 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 Person(String name, int age) {this.name = name;this.age = age;}private Person(String name) {this.name = name;}public Person() {System.out.println("Person()");}public void show(){System.out.println("你好，我是一个人");}private String showNation(String nation){System.out.println("我的国籍是：" + nation);return nation;}
}

15-3 类的加载与ClassLoader的理解

一、了解：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。
1)类的加载(Load):将类的class文件读入内存，并为之创建一个java.lang.Class对象。此过程由类加载器完成。
2）类的链接(Link):将类的二进制数据合并到JRE中
3)类的初始化(Initialize)：JVM负责对类进行初始化

1.加载：将class文件字节码内容加载到内存中，并将这些静态数据转换成方法区的运行时数据结构，然后生成一个代表这个类的java.lang.Class对象，作为方法区中类数据的访问入口（即引用地址）。所有需要访问和使用类数据只能通过这个Class对象。这个加载的过程需要类加载器参与。
2.链接：将Java类的二进制代码合并到JVM的运行状态之中的过程。
验证：确保加载的类信息符合JVM规范，例如：以cafe开头，没有安全方面的问题
准备：正式为类变量（static）分配内存并设置类变量默认初始值的阶段，这些内存都将在方法区中进行分配。
解析：虚拟机常量池内的符号引用（常量名）替换为直接引用（地址）的过程。
3.初始化：
执行类构造器< clinit>()方法的过程。类构造器< clinit>()方法是由编译期自动收集类中所有类变量的赋值动作和静态代码块中的语句合并产生的。（类构造器是构造类信息的，不是构造该类对象的构造器）。
当初始化一个类的时候，如果发现其父类还没有进行初始化，则需要先触发其父类的初始化。虚拟机会保证一个类的< clinit>()方法在多线程环境中被正确加锁和同步。

public class ClassLoadingTest {
public static void main(String[] args) {
System.out.println(A.m);
}
}
class A {
static {
m = 300;
}
static int m = 100;
}
//第二步：链接结束后m=0
//第三步：初始化后，m的值由< clinit>()方法执行决定
// 这个A的类构造器< clinit>()方法由类变量的赋值和静态代码块中的语句按照顺序合并
产生，类似于
// < clinit>(){
// m = 300;
// m = 100;
// }

二、了解：什么时候会发生类初始化？
1.类的主动引用（一定会发生类的初始化）
1)当虚拟机启动，先初始化main方法所在的类
2)new一个类的对象
3)调用类的静态成员（除了final常量）和静态方法
4)使用java.lang.reflect包的方法对类进行反射调用
5)当初始化一个类，如果其父类没有被初始化，则先会初始化它的父类
2.类的被动引用（不会发生类的初始化）
1)当访问一个静态域时，只有真正声明这个域的类才会被初始化
2)当通过子类引用父类的静态变量，不会导致子类初始化
3)通过数组定义类引用，不会触发此类的初始化
4)引用常量不会触发此类的初始化（常量在链接阶段就存入调用类的常量池中了）

public class ClassLoadingTest {
public static void main(String[] args) {
// 主动引用：一定会导致A和Father的初始化
// A a = new A();
// System.out.println(A.m);
// Class.forName(“com.atguigu.java2.A”);
// 被动引用
A[] array = new A[5];//不会导致A和Father的
初始化
// System.out.println(A.b);//只会初始化
Father
// System.out.println(A.M);//不会导致A和
Father的初始化
}
static {
System.out.println(“main所在的类”);
}
}

class Father {
static int b = 2;
static {
System.out.println(“父类被加载”);
}
}
class A extends Father {
static {
System.out.println(“子类被加载”);
m = 300;
}
static int m = 100;
static final int M = 1;
}

三、类加载器的作用：
类加载的作用：将class文件字节码内容加载到内存中，并将这些静态数据转换成方法区的运行时数据结构，然后在堆中生成一个代表这个类的java.lang.Class对象，作为方法区中类数据的访问入口。
类缓存：标准的JavaSE类加载器可以按要求查找类，但一旦某个类被加载到类加载器
中，它将维持加载（缓存）一段时间。不过JVM垃圾回收机制可以回收这些Class对象。

四、了解：ClassLoader(类加载器)
类加载器作用是用来把类(class)装载进内存的。JVM 规范定义了如下类型的类的加载器。
1）引导类加载器：用C++编写的，是JVM自带的类加载器，负责Java平台核心库，用来装载核心类库。该加载器无法直接获取
2）扩展类加载器：负责jre/lib/ext目录下的jar包或 –D java.ext.dirs 指定目录下的jar包装入工作库
3）系统类加载器：负责java –classpath 或 –D java.class.path所指的目录下的类与jar包装入工作，是最常用的加载器

//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);

类的加载器例程

package com.atguigu.java;
import org.junit.Test;
import java.io.InputStream;
import java.util.Properties;
/*** 了解类的加载器*/
public class ClassLoaderTest {@Testpublic void test1(){//对于自定义类，使用系统类加载器进行加载ClassLoader classLoader = ClassLoaderTest.class.getClassLoader();System.out.println(classLoader);//jdk.internal.loader.ClassLoaders$AppClassLoader@15db9742//调用系统类加载器的getParent()：获取扩展类加载器ClassLoader classLoader1 = classLoader.getParent();System.out.println(classLoader1);//jdk.internal.loader.ClassLoaders$PlatformClassLoader@d8355a8//调用扩展类加载器的getParent()：无法获取引导类加载器//引导类加载器主要负责加载java的核心类库，无法加载自定义类的。ClassLoader classLoader2 = classLoader1.getParent();System.out.println(classLoader2);//null-->无法获取引导类加载器ClassLoader classLoader3 = String.class.getClassLoader();System.out.println(classLoader3);//null}/*知识点补充：Properties：用来读取配置文件。*/@Testpublic void test2() throws Exception {Properties pros =  new Properties();//此时的文件jdbc.properties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);}
}

15-4 创建运行时类的对象

一、有了Class对象，能做什么？
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。
难道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器，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 … parameterTypes)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）通过Constructor实例化对象。

以上是反射机制应用最多的地方。

//1.根据全类名获取对应的Class对象
String name = “atguigu.java.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);
二、总结：创建类的对象的方式？
方式一：new+构造器I
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

通过发射创建对应的运行时类的对象

package com.atguigu.java;
import org.junit.Test;
import java.util.Random;
/*** 通过发射创建对应的运行时类的对象*/
public class NewInstanceTest {@Testpublic void test1() throws IllegalAccessException, InstantiationException {Class<Person> clazz = Person.class;/*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newInstance()方法正常的创建运行时类的对象，要求：1.运行时类必须提供空参的构造器2.空参的构造器的访问权限得够。通常，设置为public。在javabean中要求提供一个public的空参构造器。原因：1.便于通过反射，创建运行时类的对象2.便于子类继承此运行时类时，默认调用super()时，保证父类有此构造器*/Person obj = clazz.newInstance();//输出Person()-->调用了空参构造器System.out.println(obj);//Person{name='null', age=0}}//体会反射的动态性://1.反射的动态性：在运行的时候才确定构造哪一个类的对象//2.不用反射时，在编译时就可知道要造哪一个类的对象@Testpublic 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      text2调用此方法classPath:指定类的全类名*/public Object getInstance(String classPath) throws Exception {Class clazz =  Class.forName(classPath);return clazz.newInstance();}
}

person类

package com.atguigu.java;
public class Person {private String name;public int age;@Overridepublic String toString() {return "Person{" +"name='" + name + '\'' +", 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 Person(String name, int age) {this.name = name;this.age = age;}private Person(String name) {this.name = name;}public Person() {System.out.println("Person()");}public void show(){System.out.println("你好，我是一个人");}private String showNation(String nation){System.out.println("我的国籍是：" + nation);return nation;}
}

15-5 获取运行时类的完整结构

一、通过反射获取运行时类的完整结构
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
1)public Constructor< T>[] getConstructors()
返回此 Class 对象所表示的类的所有public构造方法。
2)public Constructor< T>[] getDeclaredConstructors()
返回此 Class 对象表示的类声明的所有构造方法。
3)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
1)public Method[] getDeclaredMethods()
返回此Class对象所表示的类或接口的全部方法
2)public Method[] getMethods()
返回此Class对象所表示的类或接口的public的方法
3)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 getModifiers()取得修饰符
public Class<?>[] getExceptionTypes()取得异常信息
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()
二、小结：
1.在实际的操作中，取得类的信息的操作代码，并不会经常开发。
2.一定要熟悉java.lang.reflect包的作用，反射机制。
3.知道如何取得属性、方法、构造器的名称，修饰符等。

获取运行时类的完整结构例程

例程提供一个结构丰富的Person类，并以此测试反射功能的强大

自定义接口MyInterface

package com.atguigu.java1;
/**自定义接口MyInterface*/
public interface MyInterface {void info();
}

Person类的父类Creature

package com.atguigu.java1;
import java.io.Serializable;
/**Person类的父类* Creature实现Serializable接口*/
public class Creature<T> implements Serializable {private char gender;public double weight;private void breath(){System.out.println("生物呼吸");}public void eat(){System.out.println("生物吃东西");}
}

自定义一个注解

package com.atguigu.java1;
import java.lang.annotation.Retention;
import java.lang.annotation.RetentionPolicy;
import java.lang.annotation.Target;
import static java.lang.annotation.ElementType.*;
/**自定义一个注解*/
@Target({TYPE, FIELD, METHOD, PARAMETER, CONSTRUCTOR, LOCAL_VARIABLE})
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
public @interface MyAnnotation {String value() default "hello";}

Person类

package com.atguigu.java1;
/**提供一个结构丰富的Person类，测试反射功能的强大*/
@MyAnnotation(value="hi")
public class Person extends Creature<String> implements Comparable<String>,MyInterface{private String name;int age;public int id;public Person(){}@MyAnnotation(value="abc")private Person(String name){this.name = name;}Person(String name,int age){this.name = name;this.age = age;}@MyAnnotationprivate String show(String nation){System.out.println("我的国籍是：" + nation);return nation;}public String display(String interests,int age) throws NullPointerException,ClassCastException{return interests + age;}@Overridepublic void info() {System.out.println("我是一个人");}@Overridepublic int compareTo(String o) {return 0;}private static void showDesc(){System.out.println("我是一个可爱的人");}@Overridepublic String toString() {return "Person{" +"name='" + name + '\'' +", age=" + age +", id=" + id +'}';}
}

获取当前运行时类的属性结构

package com.atguigu.java2;
import com.atguigu.java1.Person;
import org.junit.Test;
import java.lang.reflect.Field;
import java.lang.reflect.Modifier;
/*** 获取当前运行时类的属性结构*/
public class FieldTest {@Testpublic 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);/*输出   public int com.atguigu.java1.Person.idpublic double com.atguigu.java1.Creature.weight*/}System.out.println();//getDeclaredFields():获取当前运行时类中声明的所有属性。（不包含父类中声明的属性）Field[] declaredFields = clazz.getDeclaredFields();for(Field f : declaredFields){System.out.println(f);/*输出：* private java.lang.String com.atguigu.java1.Person.nameint com.atguigu.java1.Person.agepublic int com.atguigu.java1.Person.idprivate static transient boolean[] com.atguigu.java1.Person.$jacocoData */}}//权限修饰符  数据类型 变量名@Testpublic void test2(){Class clazz = Person.class;Field[] declaredFields = clazz.getDeclaredFields();for(Field f : declaredFields){//1.权限修饰符int modifier = f.getModifiers();//每个权限对应一个特定int整数System.out.print(Modifier.toString(modifier) + "\t");//2.数据类型Class type = f.getType();System.out.print(type.getName() + "\t");//3.变量名String fName = f.getName();System.out.print(fName);System.out.println();/*输出：* private java.lang.String    nameint agepublic        int    idprivate static transient  [Z  $jacocoData        */  }}
}

获取运行时类的方法结构

package com.atguigu.java2;
import com.atguigu.java1.Person;
import org.junit.Test;
import java.lang.annotation.Annotation;
import java.lang.reflect.Method;
import java.lang.reflect.Modifier;
/*** 获取运行时类的方法结构*/
public class MethodTest {@Testpublic void test1(){Class clazz = Person.class;//getMethods():获取当前运行时类及其所有父类中声明为public权限的方法Method[] methods = clazz.getMethods();for(Method m : methods){System.out.println(m);/*输出：* public java.lang.String com.atguigu.java1.Person.toString()public int com.atguigu.java1.Person.compareTo(java.lang.String)public int com.atguigu.java1.Person.compareTo(java.lang.Object)public void com.atguigu.java1.Person.info()public java.lang.String com.atguigu.java1.Person.display(java.lang.String,int) throws java.lang.NullPointerException,java.lang.ClassCastExceptionpublic void com.atguigu.java1.Creature.eat()public final native void java.lang.Object.wait(long) throws java.lang.InterruptedExceptionpublic final void java.lang.Object.wait(long,int) throws java.lang.InterruptedExceptionpublic final void java.lang.Object.wait() throws java.lang.InterruptedExceptionpublic boolean java.lang.Object.equals(java.lang.Object)public native int java.lang.Object.hashCode()public final native java.lang.Class java.lang.Object.getClass()public final native void java.lang.Object.notify()public final native void java.lang.Object.notifyAll()*/}System.out.println();//getDeclaredMethods():获取当前运行时类中声明的所有方法。（不包含父类中声明的方法）Method[] declaredMethods = clazz.getDeclaredMethods();for(Method m : declaredMethods){System.out.println(m);/*输出：* public java.lang.String com.atguigu.java1.Person.toString()public int com.atguigu.java1.Person.compareTo(java.lang.String)public int com.atguigu.java1.Person.compareTo(java.lang.Object)public void com.atguigu.java1.Person.info()public java.lang.String com.atguigu.java1.Person.display(java.lang.String,int) throws java.lang.NullPointerException,java.lang.ClassCastExceptionprivate static boolean[] com.atguigu.java1.Person.$jacocoInit()private static void com.atguigu.java1.Person.showDesc()private java.lang.String com.atguigu.java1.Person.show(java.lang.String)public   java.lang.String    toString()public    int compareTo(java.lang.String args_0)public volatile   int compareTo(java.lang.Object args_0)*/}}/*获取方法的结构@Xxxx权限修饰符  返回值类型  方法名(参数类型1 形参名1,...) throws XxxException{}*/@Testpublic void test2(){Class clazz = Person.class;Method[] declaredMethods = clazz.getDeclaredMethods();for(Method m : declaredMethods){//1.获取方法声明的注解Annotation[] annos = m.getAnnotations();for(Annotation a : annos){System.out.println(a);}//2.权限修饰符System.out.print(Modifier.toString(m.getModifiers()) + "\t");//3.返回值类型System.out.print(m.getReturnType().getName() + "\t");//4.方法名System.out.print(m.getName());System.out.print("(");//5.形参列表Class[] parameterTypes = m.getParameterTypes();if(!(parameterTypes == null && parameterTypes.length == 0)){for(int i = 0;i < parameterTypes.length;i++){if(i == parameterTypes.length - 1){System.out.print(parameterTypes[i].getName() + " args_" + i);break;}System.out.print(parameterTypes[i].getName() + " args_" + i + ",");}}System.out.print(")");//6.抛出的异常Class[] exceptionTypes = m.getExceptionTypes();if(exceptionTypes.length > 0){System.out.print("throws ");for(int i = 0;i < exceptionTypes.length;i++){if(i == exceptionTypes.length - 1){System.out.print(exceptionTypes[i].getName());break;}System.out.print(exceptionTypes[i].getName() + ",");}}System.out.println();/*输出：* public    java.lang.String    toString()public    int compareTo(java.lang.String args_0)public volatile   int compareTo(java.lang.Object args_0)public    void    info()public    java.lang.String    display(java.lang.String args_0,int args_1)throws java.lang.NullPointerException,java.lang.ClassCastExceptionprivate static [Z  $jacocoInit()@com.atguigu.java1.MyAnnotation(value="hello")private  java.lang.String    show(java.lang.String args_0)private static void    showDesc()*/}}
}

获取构造器等其它结构

package com.atguigu.java2;
import com.atguigu.java1.Person;
import org.junit.Test;
import java.lang.annotation.Annotation;
import java.lang.reflect.Constructor;
import java.lang.reflect.ParameterizedType;
import java.lang.reflect.Type;
/** 获取构造器等其它结构*/
public class OtherTest {/*获取构造器结构*/@Testpublic 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);//输出：public com.atguigu.java1.Person()}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);/** com.atguigu.java1.Person(java.lang.String,int)private com.atguigu.java1.Person(java.lang.String)public com.atguigu.java1.Person()*/}}/*获取运行时类的父类*/@Testpublic void test2(){Class clazz = Person.class;Class superclass = clazz.getSuperclass();System.out.println(superclass);//输出：class com.atguigu.java1.Creature}/*获取运行时类的带泛型的父类*/@Testpublic void test3(){Class clazz = Person.class;Type genericSuperclass = clazz.getGenericSuperclass();System.out.println(genericSuperclass);//输出com.atguigu.java1.Creature<java.lang.String>}/*获取运行时类的带泛型的父类的泛型代码：逻辑性代码  vs 功能性代码*/@Testpublic 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());//输出：java.lang.String}/*获取运行时类实现的接口*/@Testpublic void test5(){Class clazz = Person.class;Class[] interfaces = clazz.getInterfaces();for(Class c : interfaces){System.out.println(c);/* 输出：* interface java.lang.Comparableinterface com.atguigu.java1.MyInterface*/}System.out.println();//获取运行时类的父类实现的接口Class[] interfaces1 = clazz.getSuperclass().getInterfaces();for(Class c : interfaces1){System.out.println(c);//输出：interface java.io.Serializable}}/*获取运行时类所在的包*/@Testpublic void test6(){Class clazz = Person.class;Package pack = clazz.getPackage();System.out.println(pack);//输出:package com.atguigu.java1}/*获取运行时类声明的注解*/@Testpublic void test7(){Class clazz = Person.class;Annotation[] annotations = clazz.getAnnotations();for(Annotation annos : annotations){System.out.println(annos);// 输出:@com.atguigu.java1.MyAnnotation(value="hi")}}
}

15-6 调用运行时类的指定结构

一.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。

二、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invoke()方法前，显式调用方法对象的setAccessible(true)方法，将可访问private的方法。
三、调用指定属性.
1.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。
2.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
四、关于setAccessible方法的使用
1.Method和Field、Constructor对象都有setAccessible()方法。
2.setAccessible启动和禁用访问安全检查的开关。
3.参数值为true则指示反射的对象在使用时应该取消Java语言访问检查。
>提高反射的效率。如果代码中必须用反射，而该句代码需要频繁的被调用，那么请设置为true。
>使得原本无法访问的私有成员也可以访问
4.参数值为false则指示反射的对象应该实施Java语言访问检查。

调用运行时类中指定的结构：属性、方法、构造器

package com.atguigu.java2;
import com.atguigu.java1.Person;
import org.junit.Test;
import java.lang.reflect.Constructor;
import java.lang.reflect.Field;
import java.lang.reflect.Method;
/*** 调用运行时类中指定的结构：属性、方法、构造器*/
public class ReflectionTest {/*不需要掌握*/@Testpublic void testField() throws Exception {Class clazz = Person.class;//创建运行时类的对象Person p = (Person) clazz.newInstance();//获取指定的属性：要求运行时类中属性声明为public//通常不采用此方法Field id = clazz.getField("id");//1001/*设置当前属性的值set():参数1：指明设置哪个对象的属性   参数2：将此属性值设置为多少*/id.set(p,1001);/*获取当前属性的值get():参数1：获取哪个对象的当前属性值*/int pId = (int) id.get(p);System.out.println(pId);}  /*如何操作运行时类中的指定的属性 -- 需要掌握*/@Testpublic 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name.setAccessible(true);//3.获取、设置指定对象的此属性值name.set(p,"Tom");System.out.println(name.get(p));//Tom}/*如何操作运行时类中的指定的方法 -- 需要掌握*/@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有返回值，则此invoke()返回null
//        Object returnVal = showDesc.invoke(null);Object returnVal = showDesc.invoke(Person.class);System.out.println(returnVal);//null/*输出* 我的国籍是：CHNCHN*************如何调用静态方法*****************我是一个可爱的人null*/}/*如何调用运行时类中的指定的构造器*/  @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);//Person{name='Tom', age=0, id=0}}
}

15-7 反射的应用：动态代理

一、代理设计模式的原理:
1.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。
2.之前为大家讲解过代理机制的操作，属于静态代理，特征是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。同时，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。最好可以通过一个代理类完成全部的代理功能。
3.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。
4.动态代理使用场合:
>调试
>远程方法调用
5.动态代理相比于静态代理的优点：
抽象角色中（接口）声明的所有方法都被转移到调用处理器一个集中的方法中处理，这样，我们可以更加灵活和统一的处理众多的方法。
二、Java动态代理相关API
1.Proxy ：专门完成代理的操作类，是所有动态代理类的父类。通过此类为一个或多个接口动态地生成实现类。
2.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

三、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。
public Object invoke(Object theProxy, Method method, Object[] params) throws Throwable{
try{
Object retval = method.invoke(targetObj, params);
// Print out the result
System.out.println(retval);
return retval;
}catch (Exception exc){}
}

2.创建被代理的类以及接口

3.通过Proxy的静态方法newProxyInstance(ClassLoader loader, Class[] interfaces, InvocationHandler h) 创建一个Subject接口代理
RealSubject target = new RealSubject();
// Create a proxy to wrap the original implementation
DebugProxy proxy = new DebugProxy(target);
// Get a reference to the proxy through the Subject interface
Subject sub=(Subject)Proxy.newProxyInstance(
Subject.class.getClassLoader(),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);
四、动态代理与AOP（Aspect Orient Programming)
前面介绍的Proxy和InvocationHandler，很难看出这种动态代理的优势，下面介绍一种更实用的动态代理机制

改进后的说明：代码段1、代码段2、代码段3和深色代码段分离开了，但代码段1、2、3又和一个特定的方法A耦合了！最理想的效果是：代码块1、2、3既可以执行方法A，又无须在程序中以硬编码的方式直接调用深色代码的方法

public interface Dog{
void info();
void run();
}

public class HuntingDog implements Dog{
public void info(){
System.out.println(“我是一只猎狗”);
}
public void run(){
System.out.println(“我奔跑迅速”);
}
}

public class DogUtil{
public void method1(){
System.out.println(“模拟通用方法一”);
}
public void method2(){
System.out.println(“模拟通用方法二”);
}
}

public class MyInvocationHandler implements InvocationHandler{
// 需要被代理的对象
private Object target;
public void setTarget(Object target){
this.target = target;}
// 执行动态代理对象的所有方法时，都会被替换成执行如下的invoke方法
public Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args)
throws Exception{
DogUtil du = new DogUtil();
// 执行DogUtil对象中的method1。
du.method1();
// 以target作为主调来执行method方法
Object result = method.invoke(target , args);
// 执行DogUtil对象中的method2。
du.method2();
return result;}}

public class MyProxyFactory{
// 为指定target生成动态代理对象
public static Object getProxy(Object target)
throws Exception{
// 创建一个MyInvokationHandler对象
MyInvokationHandler handler =
new MyInvokationHandler();
// 为MyInvokationHandler设置target对象
handler.setTarget(target);
// 创建、并返回一个动态代理对象
return
Proxy.newProxyInstance(target.getClass().getClassLoader()
, target.getClass().getInterfaces() , handler);
}
}

public class Test{
public static void main(String[] args)
throws Exception{
// 创建一个原始的HuntingDog对象，作为target
Dog target = new HuntingDog();
// 以指定的target来创建动态代理
Dog dog = (Dog)MyProxyFactory.getProxy(target);
dog.info();
dog.run();
}
}

1.使用Proxy生成一个动态代理时，往往并不会凭空产生一个动态代理，这样没有太大的意义。通常都是为指定的目标对象生成动态代理
2.这种动态代理在AOP中被称为AOP代理，AOP代理可代替目标对象，AOP代理包含了目标对象的全部方法。但AOP代理中的方法与目标对象的方法存在差异：
AOP代理里的方法可以在执行目标方法之前、之后插入一些通用处理

静态代理举例

package com.atguigu.java;
/*** 静态代理举例* 特点：代理类和被代理类在编译期间，就确定下来了。*/
interface ClothFactory{void produceCloth();}//代理类
class ProxyClothFactory implements ClothFactory{private ClothFactory factory;//用被代理类对象进行实例化public ProxyClothFactory(ClothFactory factory){this.factory = factory;}@Overridepublic void produceCloth() {System.out.println("代理工厂做一些准备工作");factory.produceCloth();System.out.println("代理工厂做一些后续的收尾工作");}
}//被代理类
class NikeClothFactory implements ClothFactory{@Overridepublic void produceCloth() {System.out.println("Nike工厂生产一批运动服");}
}public class StaticProxyTest {public static void main(String[] args) {//创建被代理类的对象ClothFactory nike = new NikeClothFactory();//创建代理类的对象ClothFactory proxyClothFactory = new ProxyClothFactory(nike);proxyClothFactory.produceCloth();/*输出：* 代理工厂做一些准备工作Nike工厂生产一批运动服代理工厂做一些后续的收尾工作*/}
}

动态代理的举例

package com.atguigu.java;
import java.lang.reflect.InvocationHandler;
import java.lang.reflect.Method;
import java.lang.reflect.Proxy;
/*** 动态代理的举例*/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====================");}
}/*
要想实现动态代理，需要解决的问题？
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。
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。*/
class ProxyFactory{//调用此方法，返回一个代理类的对象。解决问题一public static Object getProxyInstance(Object obj){//obj:被代理类的对象MyInvocationHandler handler = new MyInvocationHandler();handler.bind(obj);return Proxy.newProxyInstance(obj.getClass().getClassLoader(),obj.getClass().getInterfaces(),handler);}}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();/*输出* ====================通用方法一========================================通用方法二====================I believe I can fly!====================通用方法一====================我喜欢吃四川麻辣烫====================通用方法二====================*****************************====================通用方法一====================Nike工厂生产一批运动服====================通用方法二====================*/}
}

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