java反射的入门到放弃完整使用

系统管理员 2022-10-15 12:51 74阅读 0赞

### java 反射从入门到放弃 ###

*  一 、反射的机制
 *   *  1、动态语言
     *  2、静态语言
     *  3、Java反射机制提供的功能
     *  4、反射相关的主要API
     *  5、Class类的常用方法
 *  二 、使用反射演示
 *   *  1、创建对象PerSon
     *  2、使用反射和普通操作对象对比
     *  3、反射特点：
     *  4、疑问！
 *  三、反射Class的理解
 *   *  1、概念
     *  2、获取Class的实例的方式（前三种方式需要掌握）
     *  3、Class实例可以是哪些结构的说明：
 *  四、了解加载类过程
 *   *  1、概述
     *  2、描述
     *  3、了解ClassLoader
     *  4、ClassLoader 代码实现
     *  5、读取配置文件的方式二：使用ClassLoader
 *  五、体会java反射的动态性
 *   *  1、反射的动态性代码
     *  2、获取运行时类的属性结构和内部结构
     *  3、获取运行时类的方法结构

# 一 、反射的机制 #

## 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++。  
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！

## 3、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

## 4、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

## 5、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

# 二 、使用反射演示 #

## 1、创建对象PerSon ##

public class Person { 
    
        private String name;
        public int age;
    
        @Override
        public 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;
        }
    }

## 2、使用反射和普通操作对象对比 ##

public class ReflectionTest { 
    
    
        //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());
    
          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
        @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）
        @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);
            //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);
    
            //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);
    
            System.out.println(clazz1 == clazz2);
            System.out.println(clazz1 == clazz3);
    
            //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);
    
            System.out.println(clazz1 == clazz4);
    
        }
    
    
        //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：
        @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);
    
        }
    }

## 3、反射特点： ##

主要可以做到：调用运行时类的私有结构

## 4、疑问！ ##

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
        		在编译的时候就不确定要造那个对象、如果出现这种情况、就使用这种方式
        		
        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。
        封装性表述的是：建议你去调什么、公共的你去调、私有的你就不要调了、私有的属性不建议你去修该、让去用get set方法、封装给的一个提示
        反射表达的是：我能不能调的问题、建议你怎么调的问题、不矛盾

# 三、反射Class的理解 #

## 1、概念 ##

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。

## 2、获取Class的实例的方式（前三种方式需要掌握） ##

//方式一：调用运行时类的属性：.class
            Class clazz1 = Person.class;
            System.out.println(clazz1);
            //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);
    
            //方式三：调用Class的静态方法：forName(String classPath)
            Class clazz3 = Class.forName("com.hxx.java.Person");
    // clazz3 = Class.forName("java.lang.String");
            System.out.println(clazz3);
    
            System.out.println(clazz1 == clazz2);
            System.out.println(clazz1 == clazz3);
    
            //方式四：使用类的加载器：ClassLoader (了解)
            ClassLoader classLoader = ReflectionTest.class.getClassLoader();
            Class clazz4 = classLoader.loadClass("com.hxx.java.Person");
            System.out.println(clazz4);
    
            System.out.println(clazz1 == clazz4);

## 3、Class实例可以是哪些结构的说明： ##

@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);
    
        }

# 四、了解加载类过程 #

## 1、概述 ##

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzQyMDgyNzAx_size_16_color_FFFFFF_t_70]

## 2、描述 ##

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzQyMDgyNzAx_size_16_color_FFFFFF_t_70 1]

## 3、了解ClassLoader ##

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzQyMDgyNzAx_size_16_color_FFFFFF_t_70 2]

## 4、ClassLoader 代码实现 ##

@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);
    
            ClassLoader classLoader3 = String.class.getClassLoader();
            System.out.println(classLoader3);
    
        }

## 5、读取配置文件的方式二：使用ClassLoader ##

@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");
    // 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);
        }

# 五、体会java反射的动态性 #

## 1、反射的动态性代码 ##

/* 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();
        }
    
    
    
       /** * * 执行此方法体会动态性 * 通过反射 */
        @Test
        public void test2(){ 
    
            for(int i = 0;i < 100;i++){ 
                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 = "com.atguigu.java.Person";
                        break;
                }
    
                try { 
                    Object obj = getInstance(classPath);
                    System.out.println(obj);
                } catch (Exception e) { 
                    e.printStackTrace();
                }
            }
    
    
    
        }

## 2、获取运行时类的属性结构和内部结构 ##

@Test
        public void test2(){ 
            Class clazz = Person.class;
            Field[] declaredFields = clazz.getDeclaredFields();
            for(Field f : declaredFields){ 
                //1.权限修饰符
                int modifier = f.getModifiers();
                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();
            }
    
        }

## 3、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);
            }
            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);
            }
        }

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