反射——概述、功能、Class类获取方式、创建运行时类对象、获取运行时类的结构、调用运行时类的指定结构

曾经终败给现在 2023-02-15 03:43 139阅读 0赞

# 一、反射的概述和初体验 #

*  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。

### 1、体会反射机制的“动态性” ###

@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();
            }
        }
    }
    
    /* 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();
    }

### 2、反射机制能提供的功能 ###

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L20wXzM3OTg5OTgw_size_16_color_FFFFFF_t_70]

import org.junit.Test;
    
    import java.lang.annotation.ElementType;
    import java.lang.reflect.Constructor;
    import java.lang.reflect.Field;
    import java.lang.reflect.Method;
    
    /** * @author guizy * @create 2020 上午 10:38 */
    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);
    
    
        }
    
        /* 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);
    
        }
    }

*  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  
        `答:`当在编译的时候就可以确定创建哪个对象,此时就可以使用new的方式来创建对象, 如果在编译时不知道创建什么对象,比如说我们后端代码已经跑起来部署到服务器了, 此时前端发送请求来调用后端接口, 此时前端具体要操作什么,创建什么对象, 后端接收到请求后,才回动态的创建这个对象; 此时使用反射就更好,体现了动态性!
 *  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？  
    `答:`不矛盾。比如说单例模式,构造器已经私有化起来了,不建议我们去创建对象,已经提供了一个对外创建对象的公共方法; 可能比我们自己要创建对象的操作要更好,但是如果你非要自己去通过反射来调用私有构造器来创建对象,也是允许的!

# 二、Class类的理解与获取Class的实例 #

### 1、Class类的理解 ###

*  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。
 *  换句话说，Class的实例就对应着一个运行时类。
 *  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实例的几种方式（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.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);

### 3、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、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

### 4、Class实例可以是哪些结构的说明 ###

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L20wXzM3OTg5OTgw_size_16_color_FFFFFF_t_70 1]

# 三、 使用Classloader加载src目录下的配置文件 #

### 1、类的加载过程----了解 ###

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L20wXzM3OTg5OTgw_size_16_color_FFFFFF_t_70 2]

### 2、类的加载器的作用 ###

![在这里插入图片描述][20200604172921124.png]

### 3、类的加载器的分类 ###

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L20wXzM3OTg5OTgw_size_16_color_FFFFFF_t_70 3]

### 4、Java类编译、运行的执行的流程 ###

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L20wXzM3OTg5OTgw_size_16_color_FFFFFF_t_70 4]

### 5、使用Classloader加载src目录下的配置文件 ###

@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");
    // 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);
    
        }

# 四、创建运行时类的对象 #

### 1、代码举例 ###

Class<Person> clazz = Person.class;
    
    Person obj = clazz.newInstance();
    System.out.println(obj);

### 2、说明 ###

`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。

要想此方法正常的创建运行时类的对象，要求：

*  运行时类必须提供空参的构造器
 *  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：

*  便于通过反射，创建运行时类的对象
 *  便于子类继承此运行时类时，默认调用super()时，保证父类此构造器

# 五、获取运行时类的完整结构 #

*  我们可以通过反射，获取对应的运行时类中`所有`的属性、方法、构造器、父类、接口、父类的泛型、包、注解、异常等

@Test
    public 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);
        }
        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 test1(){ 
    
        Class clazz = Person.class;
    
        //getMethods():获取当前运行时类及其所父类中声明为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);
        }
    }
    
    /* 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);
    }
    
    /* 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);
    }
    
    /* 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 */
    @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());
        System.out.println(((Class)actualTypeArguments[0]).getName());
    }
    
    /* 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);
    }
    
    /* 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);
        }
    }

# 六、调用运行时类的指定结构 #

### 调用指定的属性 ###

@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));
    }

### 调用指定的方法 **`重点`** ###

@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);
    
            /* 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
    
        }

### 调用指定的构造器： ###

@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);
    
    }

# 七、动态代理 #

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