Java反射之深入理解

一、Java反射机制概述

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Java反射之深入理解_第3张图片Java反射之深入理解_第4张图片

//反射之前,对于Person的操作
    @Test
    public 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());//Person{name='Tom', age=10}
        p1.show();//你好,我是一个人
        //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
    @Test
    public 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。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的方式过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
什么时候后使用:反射的方式?

(反射的特征:动态性)在编译时不能确定要造那个类的对象时,使用反射。
疑问2:反射的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。我的理解:开发中,封装性给我们的提示是,私有的属性不建议直接修改,而是通过get、set方法去做。反射给我们的的提示是,不建议直接修该的私有属性,如果非要修改,也是可以通过反射修改的。总结:反射解决的是能不能调用的问题,封装性解决的是建议我们如何掉的问题。

二、理解Class类并获取Class实例

关于java.lang.Class类的理解

//获取Class的实力的方式(前三种方式需要掌握)
    @Test
    public void test3() throws ClassNotFoundException {
        //方式一:调用运行时类的属性:class
        Class clazz1 = Person.class;
        System.out.println(clazz1);//class zx_reflection.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 zx_reflection.Person
        //方式三:调用Class的静态方法:forName(String classPath)(这种方式常用)
        Class clazz3 = Class.forName("class zx_reflection.Person");
        System.out.println(clazz3);//class zx_reflection.Person
        System.out.println(clazz1 == clazz2);//true
        System.out.println(clazz1 == clazz3);//true
        //方式四:使用类的加载器:ClassLoader(了解)
        ClassLoader classLoader = ReflectionTest.class.getClassLoader();
        Class clazz4 = classLoader.loadClass("class zx_reflection.Person");
        System.out.println(clazz4);
    }
    //Class实例可以时那些结构的说明:
    @Test
    public 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Class
        System.out.println(c10 == c11);//true
    }

Java反射之深入理解_第5张图片
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Java反射之深入理解_第7张图片

1.类的加载的过程:
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加载到内存中的运行时类。
3.加载到内存中的一个运行时类,会缓存一段时间;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。

Java反射之深入理解_第8张图片

 @Test
    public 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);//sun.misc.Launcher$AppClassLoader@18b4aac2
        //调用系统类加载器的getParent():获取扩展类加载器
        ClassLoader classLoader1 = classLoader.getParent();
        System.out.println(classLoader1);//sun.misc.Launcher$ExtClassLoader@54bedef2
        //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
        ClassLoader classLoader3 = String.class.getClassLoader();
        System.out.println(classLoader3);//null
    }
    Properties:用来读取配置文件
    
    @Test
    public 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");
//        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);//user = 吴飞,passwordabc123
    }

三、通过反射创建对应的运行时类的对象(反射的应用1)

public class NewInstanceTest {
    @Test
    public void test1() throws IllegalAccessException, InstantiationException {
        Class 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构造器
        要想此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();
        System.out.println(obj);//Person{name='null', age=0}
    }
    //体会反射的动态性
    @Test
    public void test2() {
        int num = new Random().nextInt(3);//0,1,2
        String classPath = "";
        switch(num){
            case 0:
                classPath = "java.util.Date";
                break;
            case 1:
                classPath = "java.lang.Object";
                break;
            case 2:
                classPath = "zx_reflection/Person.java";
                break;
            try {
                Object obj = getInstance(classPath);
            } 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();
    }
}

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、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。(使用频率、先后顺序与书写顺序一致)

四、获取运行时类的完整结构(反射的应用2)

1.获取当前运行时类的属性结构

@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);
        }
    }
    @Test
    public void test2(){
        Class clazz = Person.class;
        Field[] declaredFields = clazz.getDeclaredFields();
        for(Field f : declaredFields){
            //1.权限修饰符
            int modifiers = f.getModifiers();
            System.out.print(Modifier.toString(modifiers) + "\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);
        }
    }

2.获取运行时类的方法结构

 @Test
    public void test1(){
        Class clazz = Person.class;
        //getMethods():获取当前运行时类及所有父类中声明为public权限的方法
        Method[] methods = clazz.getMethods();
        for(Method m : methods){
            System.out.println(m);
        }
        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);
        }
    }
    /*
    @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{}
     */
    @Test
    public void test2(){
        Class clazz = Person.class;
        Method[] declaredMethods = clazz.getDeclaredMethods();
        for(Method m : declaredMethods){
            //1.获取方法声明的注释
            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.println(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.println(exceptionTypes[i].getName());
                        break;
                    }
                    System.out.println(exceptionTypes[i].getName() + ",");
                }
            }
        }
    }

3.获取运行时类的其他结构

 /*
    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);
        }
    }
    /*
    获取运行时类的父类
     */
    @Test
    public void test2(){
        Class clazz = Person.class;
        Class superclass = clazz.getSuperclass();
        System.out.println(superclass);//class zx_reflection1.Creature
    }
    /*
    获取运行时类的带泛型的父类
     */
    @Test
    public void test3(){
        Class clazz = Person.class;
        Type genericSuperclass = clazz.getGenericSuperclass();
        System.out.println(genericSuperclass);//zx_reflection1.Creature
    }
    /*
    获取运行时类的带泛型的父类的泛型
     */
    @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());//java.lang.String
    }
    /*
    获取运行时类实现的接口
     */
    @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
        Class[] interfaces1 = clazz.getSuperclass().getInterfaces();
        for(Class c : interfaces1){
            System.out.println(c);
        }
    }
    /*
    获取运行时类所在的包
     */
    @Test
    public void test6(){
        Class clazz = Person.class;
        Package pack = clazz.getPackage();
        System.out.println(pack);//package zx_reflection1
    }
    /*
    获取运行时类声明的注解
     */
    @Test
    public void test7(){
        Class clazz = Person.class;
        Annotation[] annotations = clazz.getAnnotations();
        for(Annotation annos : annotations){
            System.out.println(annos);//@zx_reflection1.MyAnnotation(value=hi)
        }
    }

五、调用运行时类的指定结构(反射的应用3)

@Test
    public 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,因为属性很少声明为public,常用的在下面)
        Field id = clazz.getField("id");
        /*
        设置当前属性的值
        set():参数1:指明设置那个对象的属性  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:获取那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
     */
    @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
        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));
    }
    /*
    如何操作运行时类中的指定的方法 -- 需要掌握
     */
    @Test
    public 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);
        /*
        2.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()
        System.out.println(returnValue);
        System.out.println("*******************如何调用静态方法*********************************");
        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(Person.class);
        System.out.println(returnVal);//null
    }
    /*
    如何调用运行时类中的指定的构造器
     */
    @Test
    public void testConstructor() throws NoSuchMethodException {
        Class clazz = Person.class;
        /*
        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);
    }

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