java反射的入门到放弃完整使用

系统管理员 2022-10-15 12:51 171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

  1. public class Person { 
  3.     private String name;
  4.     public int age;
  6.     @Override
  7.     public String toString() { 
  8.         return "Person{" +
  9.                 "name='" + name + '\'' +
  10.                 ", age=" + age +
  11.                 '}';
  12.     }
  14.     public String getName() { 
  15.         return name;
  16.     }
  18.     public void setName(String name) { 
  19.         this.name = name;
  20.     }
  22.     public int getAge() { 
  23.         return age;
  24.     }
  26.     public void setAge(int age) { 
  27.         this.age = age;
  28.     }
  30.     public Person(String name, int age) { 
  32.         this.name = name;
  33.         this.age = age;
  34.     }
  36.     private Person(String name) { 
  37.         this.name = name;
  38.     }
  40.     public Person() { 
  41.         System.out.println("Person()");
  42.     }
  44.     public void show(){ 
  45.         System.out.println("你好，我是一个人");
  46.     }
  48.     private String showNation(String nation){ 
  49.         System.out.println("我的国籍是：" + nation);
  50.         return nation;
  51.     }
  52. }

2、使用反射和普通操作对象对比

  1. public class ReflectionTest { 
  4.     //反射之前，对于Person的操作
  5.     @Test
  6.     public void test1() { 
  8.         //1.创建Person类的对象
  9.         Person p1 = new Person("Tom", 12);
  11.         //2.通过对象，调用其内部的属性、方法
  12.         p1.age = 10;
  13.         System.out.println(p1.toString());
  15.       p1.show();
  17.         //在Person类外部，不可以通过Person类的对象调用其内部私有结构。
  18.         //比如：name、showNation()以及私有的构造器
  19.     }
  21.     //反射之后，对于Person的操作
  22.     @Test
  23.     public void test2() throws Exception{ 
  24.         Class clazz = Person.class;
  25.         //1.通过反射，创建Person类的对象
  26.         Constructor cons = clazz.getConstructor(String.class,int.class);
  27.         Object obj = cons.newInstance("Tom", 12);
  28.         Person p = (Person) obj;
  29.         System.out.println(p.toString());
  30.         //2.通过反射，调用对象指定的属性、方法
  31.         //调用属性
  32.         Field age = clazz.getDeclaredField("age");
  34.         age.set(p,10);
  35.         System.out.println(p.toString());
  37.         //调用方法
  38.         Method show = clazz.getDeclaredMethod("show");
  39.         show.invoke(p);
  41.         System.out.println("*******************************");
  43.         //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
  44.         //调用私有的构造器
  45.         Constructor cons1 = clazz.getDeclaredConstructor(String.class);
  46.         cons1.setAccessible(true);
  47.         Person p1 = (Person) cons1.newInstance("Jerry");
  48.         System.out.println(p1);
  50.         //调用私有的属性
  51.         Field name = clazz.getDeclaredField("name");
  52.         name.setAccessible(true);
  53.         name.set(p1,"HanMeimei");
  54.         System.out.println(p1);
  56.         //调用私有的方法
  57.         Method showNation = clazz.getDeclaredMethod("showNation", String.class);
  58.         showNation.setAccessible(true);
  59.         String nation = (String) showNation.invoke(p1,"中国");//相当于String nation = p1.showNation("中国")
  60.         System.out.println(nation);
  63.     }
  64.     //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？
  65.     //建议：直接new的方式。
  66.     //什么时候会使用：反射的方式。 反射的特征：动态性
  67.     //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？
  68.     //不矛盾。
  70.     /* 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。 */
  71.     //获取Class的实例的方式（前三种方式需要掌握）
  72.     @Test
  73.     public void test3() throws ClassNotFoundException { 
  74.         //方式一：调用运行时类的属性：.class
  75.         Class clazz1 = Person.class;
  76.         System.out.println(clazz1);
  77.         //方式二：通过运行时类的对象,调用getClass()
  78.         Person p1 = new Person();
  79.         Class clazz2 = p1.getClass();
  80.         System.out.println(clazz2);
  82.         //方式三：调用Class的静态方法：forName(String classPath)
  83.         Class clazz3 = Class.forName("com.atguigu.java.Person");
  84. // clazz3 = Class.forName("java.lang.String");
  85.         System.out.println(clazz3);
  87.         System.out.println(clazz1 == clazz2);
  88.         System.out.println(clazz1 == clazz3);
  90.         //方式四：使用类的加载器：ClassLoader (了解)
  91.         ClassLoader classLoader = ReflectionTest.class.getClassLoader();
  92.         Class clazz4 = classLoader.loadClass("com.atguigu.java.Person");
  93.         System.out.println(clazz4);
  95.         System.out.println(clazz1 == clazz4);
  97.     }
  100.     //万事万物皆对象？对象.xxx,File,URL,反射,前端、数据库操作
  103.     //Class实例可以是哪些结构的说明：
  104.     @Test
  105.     public void test4(){ 
  106.         Class c1 = Object.class;
  107.         Class c2 = Comparable.class;
  108.         Class c3 = String[].class;
  109.         Class c4 = int[][].class;
  110.         Class c5 = ElementType.class;
  111.         Class c6 = Override.class;
  112.         Class c7 = int.class;
  113.         Class c8 = void.class;
  114.         Class c9 = Class.class;
  116.         int[] a = new int[10];
  117.         int[] b = new int[100];
  118.         Class c10 = a.getClass();
  119.         Class c11 = b.getClass();
  120.         // 只要数组的元素类型与维度一样，就是同一个Class
  121.         System.out.println(c10 == c11);
  123.     }
  124. }

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！

  1. 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？
  2.     建议：直接new的方式。
  3.     什么时候会使用：反射的方式。 反射的特征：动态性
  4.             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
  6.     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？
  7.     不矛盾。
  8.     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
  9.     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

  1. 关于java.lang.Class类的理解
  2. 1.类的加载过程：
  3. 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)。
  4. 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
  5. 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
  6. 运行时类，就作为Class的一个实例。
  8. 2.换句话说，Class的实例就对应着一个运行时类。
  9. 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
  10. 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）

  1. //方式一：调用运行时类的属性：.class
  2.         Class clazz1 = Person.class;
  3.         System.out.println(clazz1);
  4.         //方式二：通过运行时类的对象,调用getClass()
  5.         Person p1 = new Person();
  6.         Class clazz2 = p1.getClass();
  7.         System.out.println(clazz2);
  9.         //方式三：调用Class的静态方法：forName(String classPath)
  10.         Class clazz3 = Class.forName("com.hxx.java.Person");
  11. // clazz3 = Class.forName("java.lang.String");
  12.         System.out.println(clazz3);
  14.         System.out.println(clazz1 == clazz2);
  15.         System.out.println(clazz1 == clazz3);
  17.         //方式四：使用类的加载器：ClassLoader (了解)
  18.         ClassLoader classLoader = ReflectionTest.class.getClassLoader();
  19.         Class clazz4 = classLoader.loadClass("com.hxx.java.Person");
  20.         System.out.println(clazz4);
  22.         System.out.println(clazz1 == clazz4);

3、Class实例可以是哪些结构的说明：

  1. @Test
  2.     public void test4(){ 
  3.         Class c1 = Object.class;
  4.         Class c2 = Comparable.class;
  5.         Class c3 = String[].class;
  6.         Class c4 = int[][].class;
  7.         Class c5 = ElementType.class;
  8.         Class c6 = Override.class;
  9.         Class c7 = int.class;
  10.         Class c8 = void.class;
  11.         Class c9 = Class.class;
  13.         int[] a = new int[10];
  14.         int[] b = new int[100];
  15.         Class c10 = a.getClass();
  16.         Class c11 = b.getClass();
  17.         // 只要数组的元素类型与维度一样，就是同一个Class
  18.         System.out.println(c10 == c11);
  20.     }

四、了解加载类过程

1、概述

在这里插入图片描述

2、描述

在这里插入图片描述

3、了解ClassLoader

在这里插入图片描述

4、ClassLoader 代码实现

  1. @Test
  2.     public void test1(){ 
  3.         //对于自定义类，使用系统类加载器进行加载
  4.         ClassLoader classLoader = ClassLoaderTest.class.getClassLoader();
  5.         System.out.println(classLoader); //sun.misc.Launcher$AppClassLoader@18b4aac2
  6.         //调用系统类加载器的getParent()：获取扩展类加载器
  7.         ClassLoader classLoader1 = classLoader.getParent();
  8.         System.out.println(classLoader1); //sun.misc.Launcher$ExtClassLoader@54bedef2
  9.         //调用扩展类加载器的getParent()：无法获取引导类加载器
  10.         //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。
  11.         ClassLoader classLoader2 = classLoader1.getParent();
  12.         System.out.println(classLoader2);
  14.         ClassLoader classLoader3 = String.class.getClassLoader();
  15.         System.out.println(classLoader3);
  17.     }

5、读取配置文件的方式二：使用ClassLoader

  1. @Test
  2.     public void test2() throws Exception { 
  4.         Properties pros =  new Properties();
  5.         //此时的文件默认在当前的module下。
  6.         //读取配置文件的方式一：
  7. // FileInputStream fis = new FileInputStream("jdbc.properties");
  8. // FileInputStream fis = new FileInputStream("src\\jdbc1.properties");
  9. // pros.load(fis);
  11.         //读取配置文件的方式二：使用ClassLoader
  12.         //配置文件默认识别为：当前module的src下
  13.         ClassLoader classLoader = ClassLoaderTest.class.getClassLoader();
  14.         InputStream is = classLoader.getResourceAsStream("jdbc1.properties");
  15.         pros.load(is);
  18.         String user = pros.getProperty("user");
  19.         String password = pros.getProperty("password");
  20.         System.out.println("user = " + user + ",password = " + password);
  21.     }

五、体会java反射的动态性

1、反射的动态性代码

  1. /* 创建一个指定类的对象。 classPath:指定类的全类名 */
  2.     public Object getInstance(String classPath) throws Exception { 
  3.        Class clazz =  Class.forName(classPath);
  4.        return clazz.newInstance();
  5.     }
  9.    /** * * 执行此方法体会动态性 * 通过反射 */
  10.     @Test
  11.     public void test2(){ 
  13.         for(int i = 0;i < 100;i++){ 
  14.             int num = new Random().nextInt(3);//0,1,2
  15.             String classPath = "";
  16.             switch(num){ 
  17.                 case 0:
  18.                     classPath = "java.util.Date";
  19.                     break;
  20.                 case 1:
  21.                     classPath = "java.lang.Object";
  22.                     break;
  23.                 case 2:
  24.                     classPath = "com.atguigu.java.Person";
  25.                     break;
  26.             }
  28.             try { 
  29.                 Object obj = getInstance(classPath);
  30.                 System.out.println(obj);
  31.             } catch (Exception e) { 
  32.                 e.printStackTrace();
  33.             }
  34.         }
  38.     }

2、获取运行时类的属性结构和内部结构

  1. @Test
  2.     public void test2(){ 
  3.         Class clazz = Person.class;
  4.         Field[] declaredFields = clazz.getDeclaredFields();
  5.         for(Field f : declaredFields){ 
  6.             //1.权限修饰符
  7.             int modifier = f.getModifiers();
  8.             System.out.print(Modifier.toString(modifier) + "\t");
  10.             //2.数据类型
  11.             Class type = f.getType();
  12.             System.out.print(type.getName() + "\t");
  14.             //3.变量名
  15.             String fName = f.getName();
  16.             System.out.print(fName);
  18.             System.out.println();
  19.         }
  21.     }

3、获取运行时类的方法结构

  1. @Test
  2.     public void test1(){ 
  4.         Class clazz = Person.class;
  6.         //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
  7.         Method[] methods = clazz.getMethods();
  8.         for(Method m : methods){ 
  9.             System.out.println(m);
  10.         }
  11.         System.out.println();
  12.         //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）
  13.         Method[] declaredMethods = clazz.getDeclaredMethods();
  14.         for(Method m : declaredMethods){ 
  15.             System.out.println(m);
  16.         }
  17.     }

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