深入Java反射机制

水深无声 2022-03-22 11:09 290阅读 0赞

**目录**

1 Java反射机制

1.1 RTTI

1.2 Java反射机制是啥

1.2.1 类Class

1.2.2 Object类

1.2.3 利用Class类来创建实例

2 Java静态代理

2.1 代理模式一般涉及到的角色

2.2 静态代理例子

2.3 静态代理的优缺点

2.3.1 优点

2.3.2 缺点

3 Java动态代理

3.1 java.lang.reflect.Proxy

3.2 java.lang.reflect.InvocationHandler

3.3 动态代理实例

3.4 动态代理的优缺点

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# 1 Java反射机制 #

获取Java运行时的类型信息有两种方法

1. RTTI(Run-Time Type Identification)：运行时的类型的识别

2. Java反射机制

## 1.1 RTTI ##

![20190128102425392.png][]

Shape类，三个子类，Circle，Square，Triangle

有一个数组，要去保存Shape类型的对象，实际上存的都是它的子类对象。

当从数组中取出元素时，会自动将结果转型回Shape。这是RTTI最基本的使用形式，因为在Java中，所有的类型转换都是在运行时进行正确的检查的。

大部分代码尽可能少地了解对象的具体类型，而至于对象家族中的一个通用表示打交道。如上述例子中的Shape。

## 1.2 Java反射机制是啥 ##

运行状态中，能知道任意一个类的所有属性和方法；能调用任意一个对象的任意方法和属性；这种动态获取信息以及动态调用对象方法的功能称为Java语言的反射机制。

### 1.2.1 类Class ###

程序运行时，java系统会一直对所有对象进行运行时类型识别，这项信息记录了每个对象所属的类。通过专门的类可以访问这些信息。用来保存这些信息的类是Class类。

Class类是Java一个基础类，每装载一个新类时，JVM就会在Java堆中，创建一个Class的实例，这个实例就代表这个Class类型，通过实例获取类型信息。

Method[] 	getMethods()
    
    Field[] 	getFields()
    
    Constructor<?>[] 	getDeclaredConstructors()

### 1.2.2 Object类 ###

clone()
    Creates and returns a copy of this object.
    
    boolean 	equals(Object obj)
    
    protected void 	finalize()
    Called by the garbage collector on an object 
    
    int 	hashCode()
    
    void 	notify()
    
    void 	notifyAll()
    
    String 	toString()
    
    void 	wait()

### 1.2.3 利用Class类来创建实例 ###

构造Class对象有3种方式

**Class.forName()**

Class clazz;
    try {
    	clazz = Class.forName("java.lang.String");
    	//clazz.newInstance() is deprecated
    	Object obj = clazz.getDeclaredConstructor().newInstance();
    } catch (Exception e) {
    	e.printStackTrace();
    }

**类.class**

Class stringClass = String.class;
    System.out.println(stringClass);

**Object.getClass()**

String str = "s";
    System.out.println(str.getClass());

运行结果：class java.lang.String

# 2 Java静态代理 #

某些情况下，一个客户不想或不能直接引用另一个对象，而代理对象可以在客户端和目标对象之间起到中介的作用。

代理模式的作用：为其他对象提供一种代理以控制对这个对象的访问。

![20190128135141445.png][]

## 2.1 代理模式一般涉及到的角色 ##

**抽象角色：**声明真实对象和代理对象的共同接口

**代理角色：**代理对象角色内含有对真实对象的引用

**真实角色：**代理角色所代表的真实对象，即最终要引用的对象

## 2.2 静态代理例子 ##

//真实对象和代理对象的共同接口
    abstract class Subject {
    	public abstract void request();
    }
    
    //真实角色
    class RealSubject extends Subject{
    
    	public void request() {
    		System.out.println("From Real Subject!");
    	}
    }
    
    //代理角色
    class ProxySubject extends Subject{
    	//代理对象内部含有对真实对象的引用
    	private RealSubject realSubject;
    
    	public void request() {
    		//在真实角色操作之前所附加的操作
    		preRequest();
    		//真实角色所完成的事情
    		if(null == realSubject)
    			realSubject = new RealSubject();
    		realSubject.request();
    		//在真实角色操作之后所附加的操作
    		postRequest();
    	}
    	
    	private void preRequest() {
    		System.out.println("Pre Request...");
    	}
    	
    	private void postRequest() {
    		System.out.println("Post Request...");
    	}
    }

public class Client {
    	public static void main(String[] args) {
    		Subject subject = new ProxySubject();
    		subject.request();
    	}
    }

## 2.3 静态代理的优缺点 ##

### 2.3.1 优点 ###

业务类只需关注业务逻辑本身，保证了业务类的重用性。

### 2.3.2 缺点 ###

代理对象的一个接口只服务于一种类型的对象，若代理的方法很多，势必要为每一种方法都进行代理，静态代理在程序规模稍大时就无法胜任了。

若接口增加一个方法，除了所有实现类要实现这个方法外，所有代理类也需实现此方法。增加了代码维护的复杂度。

# 3 Java动态代理 #

## 3.1 java.lang.reflect.Proxy ##

Java动态代理机制的主类，提供了一组静态方法来为一组接口动态地生成代理类及其对象。

//Returns the invocation handler for the specified proxy instance
    //获取指定代理对象所关联的调用处理器
    static InvocationHandler 	getInvocationHandler(Object proxy)
    
    //Returns the Class object for a proxy class given a class loader and an array of interfaces
    //获取关联于指定类加载器和一组接口的动态代理类的类对象
    static Class<?> 	getProxyClass(ClassLoader loader, Class[] interfaces)
    
    //用于判断指定类对象是否是一个动态代理类
    static boolean 	isProxyClass(Class<?> cl)
    
    //用于为指定类加载器，一组接口及调用处理器生成动态代理类实例
    newProxyInstance(ClassLoader loader, Class<?>[] interfaces, InvocationHandler h)

## 3.2 java.lang.reflect.InvocationHandler ##

这是调用处理器接口，自定义了一个invoke()方法，用于集中处理在动态代理类对象上的方法调用，通常在该方法中实现对委托类的代理访问。

<table> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td><code><a href="http://tool.oschina.net/uploads/apidocs/jdk_7u4/java/lang/Object.html" rel="nofollow">Object</a></code></td> 
   <td><code><strong><a href="http://tool.oschina.net/uploads/apidocs/jdk_7u4/java/lang/reflect/InvocationHandler.html#invoke%28java.lang.Object,%20java.lang.reflect.Method,%20java.lang.Object%5B%5D%29" rel="nofollow">invoke</a></strong>(<a href="http://tool.oschina.net/uploads/apidocs/jdk_7u4/java/lang/Object.html" rel="nofollow">Object</a>&nbsp;proxy, <a href="http://tool.oschina.net/uploads/apidocs/jdk_7u4/java/lang/reflect/Method.html" rel="nofollow">Method</a>&nbsp;method, <a href="http://tool.oschina.net/uploads/apidocs/jdk_7u4/java/lang/Object.html" rel="nofollow">Object</a>[]&nbsp;args)</code></td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

该方法负责集中处理动态代理类上的所有方法调用。第一个参数是代理类实例，第二个参数是被调用的方法对象，第三个参数是调用参数

## 3.3 动态代理实例 ##

interface Subject1 {
    	public void request1();
    }

public interface Subject2 {
    	public void request2();
    }

public class RealSubject implements Subject1,Subject2{
    
    	public RealSubject() {}
    	
    	public void request1() {
    		System.out.println("From real subject1.");
    	}
    
    	public void request2() {
    		System.out.println("From real subject2.");
    	}
    }
    
    class DynamicSubject implements InvocationHandler{
    	
    	private Object sub;
    	
    	public DynamicSubject() {}
    	
    	public DynamicSubject(Object obj) {
    		sub = obj;
    	}
    	
        //第一个参数是代理类实例，第二个参数是被调用的方法对象，第三个参数是调用参数
    	public Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args) throws Throwable {
    		System.out.println("before calling" + method);
    		method.invoke(sub, args);
    		System.out.println("after calling" + method);
    		return null;
    	}
    }

public class Client {
    	public static void main(String[] args) {
    		
    		RealSubject realSubject = new RealSubject();
    		
    		InvocationHandler dynamicSubject = new DynamicSubject(realSubject);
    
    		Class clazz = realSubject.getClass();
    		
    		//生成动态代理实例
    		Subject1 subject1 = 
    				(Subject1)Proxy.newProxyInstance(clazz.getClassLoader(), clazz.getInterfaces(), dynamicSubject);
    		
    		//自动调用dynamicSubject.invoke()
    		subject1.request1();
    		
    		//只需改下接口就可以了
    		Subject2 subject2 = 
    				(Subject2)Proxy.newProxyInstance(clazz.getClassLoader(), clazz.getInterfaces(), dynamicSubject);
    		
    		subject2.request2();
    	}
    }

## 3.4 动态代理的优缺点 ##

# ![20190128170246645.png][] #

深入学习Java的无聊日子

![20190128171258443.png][]

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**本文学习自**

[学堂在线-清华大学-许斌《JAVA程序设计进阶》][-_-_JAVA]

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[20190128135141445.png]: /images/20220322/e4e1854806b1495fb85329df77996e03.png
[20190128170246645.png]: /images/20220322/863710b1e9774438981680e365c44b4c.png
[20190128171258443.png]: /images/20220322/30024ac177a24ee0a55a6341bcf4c8b1.png
[-_-_JAVA]: https://xuetangx.com/courses/course-v1:TsinghuaX+30240332+sp/courseware/a2eda432b0924151a1c77ed286aa51f8/cac905c8efcb4ec4b4f58209f6f8908f/