JAVASE(十八) 反射： Class的获取、ClassLoader、反射的应用、动态代理

小咪咪 2023-06-29 03:00 8阅读 0赞

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### 1、反射（**JAVA Reflection）**的理解 ###

**1.1 什么是反射（JAVA Reflection）**

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。

**1.2 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
 *  在运行时调用任意一个对象的成员变量和方法
 *  生成动态代理

**1.3 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:代表类的构造方法

### 2、Class 的理解 ###

**2.1 Class 类的 原理**

在Object类中定义了以下的方法，此方法将被所有子类继承：  
**●  public final Class getClass()**

以上的方法返回值的类型是一个Class类，此类是Java反射的源头，实际上所谓反射从程序的运行结果来看也很好理解，即：可以通过对象反射求出类的名称。

![20200110133149163.png][]

反射获取class区别于以往正常的new 创建对象来对类内部方法、属性进行操作。

**2.2 Class类的存在与定义**

*  对象照镜子后可以得到的信息：某个类的属性、方法和构造器、某个类到底实现了哪些接口。对于每个类而言，JRE 都为其保留一个不变的 Class 类型的对象。一个 Class 对象包含了特定某个类的有关信息。
 *  **Class本身也是一个类**
 *  **Class 对象只能由系统建立对象**
 *  **一个类在 JVM 中只会有一个Class实例**
 *  **一个Class对象对应的是一个加载到JVM中的一个.class文件**
 *  **每个类的实例都会记得自己是由哪个 Class 实例所生成**
 *  **通过Class可以完整地得到一个类中的完整结构**

### 3、 Class 的获取 ###

**3.1 Class 类的常用方法**

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**3.2 应用案例**

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**3.3 实例化Class类对象(四种方法)**

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### 4、 ClassLoader （理解） ###

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![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80MjQwNTY3MA_size_16_color_FFFFFF_t_70 4][]

**ClassLoader ：类加载机制加载流程**

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**案例：**

![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80MjQwNTY3MA_size_16_color_FFFFFF_t_70 6][]

![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80MjQwNTY3MA_size_16_color_FFFFFF_t_70 7][]

### 5、 创建运行时类的对象 ###

**5.1 有了Class对象，能做什么？**

**   答案： 可以用来创建类的对象**

**5.2 要  求：**

1）类必须有一个无参数的构造器。  
    2）类的构造器的访问权限需要足够。

**5.3 难道没有无参的构造器就不能创建对象了吗？**

不是！只要在操作的时候明确的调用类中的构造器，并将参数传递进去之后，才可以实例化操作。

**步骤如下：**  
1）通过Class类的getDeclaredConstructor(Class … parameterTypes)取得本类的指定形参类型的构造器  
2）向构造器的形参中传递一个对象数组进去，里面包含了构造器中所需的各个参数。

3）在Constructor 类中存在一个方法： public T newInstance(Object... initargs)

**5.4 案例**

![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80MjQwNTY3MA_size_16_color_FFFFFF_t_70 8][]

### **6、获取运行时类的完整结构** ###

通过Class类获取到类的对象后，有什么用呢？

**答案**：**可以通过类的对象来获取类的完整结构，并进行赋值或更新数据****。**

**6.1 通过反射获取运行时类的完整结构**

Field、Method、Constructor、Superclass、Interface、Annotation

*  实现的全部接口
 *  所继承的父类
 *  全部的构造器
 *  全部的方法
 *  全部的Field

**6.2 获取完整结构的实现方式：**

**（1）实现的全部接口**

public Class<?>[] getInterfaces()

确定此对象所表示的类或接口实现的接口。

**（2）所继承的父类**

public Class<? Super T> getSuperclass()

返回表示此 Class 所表示的实体（类、接口、基本类型）的父类的 Class。

**（3）全部的构造器**

public Constructor<T>[] getConstructors()

返回此 Class 对象所表示的类的所有public构造方法。

public Constructor<T>[] getDeclaredConstructors()

返回此 Class 对象表示的类声明的所有构造方法。

*  **Constructor类中：**

取得修饰符: public int getModifiers();  
          取得方法名称: public String getName();  
          取得参数的类型：public Class<?>\[\] getParameterTypes();

（4）全部的方法

public Method[] getDeclaredMethods()

返回此Class对象所表示的类或接口的全部方法

public Method[] getMethods()

返回此Class对象所表示的类或接口的public的方法

*  **Method类中：**

public Class<?> getReturnType()取得全部的返回值  
        public Class<?>\[\] getParameterTypes()取得全部的参数  
        public int getModifiers()取得修饰符  
        public Class<?>\[\] getExceptionTypes()取得异常信息

（5）全部的Field

public Field[] getFields()

返回此Class对象所表示的类或接口的public的Field。

public Field[] getDeclaredFields()

返回此Class对象所表示的类或接口的全部Field。

*  **Field方法中：**

public int getModifiers()  以整数形式返回此Field的修饰符  
          public Class<?> getType()  得到Field的属性类型  
          public String getName()  返回Field的名称。

（6）Annotation相关

*    get Annotation(Class<T> annotationClass)
 *  getDeclaredAnnotations()

（7）泛型相关  
        获取父类泛型类型：Type getGenericSuperclass()  
        泛型类型：ParameterizedType  
        获取实际的泛型类型参数数组：getActualTypeArguments()

（8）类所在的包    Package getPackage()

**6.2 调用运行时类的指定属性、指定方法等**

**（1）调用指定方法**

通过反射，调用类中的方法，通过Method类完成。**步骤：**

1.  通过Class类的getMethod(String name,Class…parameterTypes)方法取得一个Method对象，并设置此方法操作时所需要的参数类型。
2.  之后使用Object invoke(Object obj, Object\[\] args)进行调用，并向方法中传递要设置的obj对象的参数信息。

![20200110140954366.png][]

>          **Object invoke(Object obj, Object …  args)**

**说明：**  
    1.Object 对应原方法的返回值，若原方法无返回值，此时返回null  
    2.若原方法若为静态方法，此时形参Object obj可为null  
    3.若原方法形参列表为空，则Object\[\] args为null  
    4.若原方法声明为private,则需要在调用此invoke()方法前，显式调用方法对象的setAccessible(true)方法，将可访问private的方法。

**（2）调用指定属性**

在反射机制中，可以直接通过Field类操作类中的属性，通过Field类提供的set()和get()方法就可以完成设置和取得属性内容的操作。

*  public Field getField(String name) 返回此Class对象表示的类或接口的指定的public的Field。
 *  public Field getDeclaredField(String name)返回此Class对象表示的类或接口的指定的Field。

在Field中：

*  public Object get(Object obj) 取得指定对象obj上此Field的属性内容
 *  public void set(Object obj,Object value) 设置指定对象obj上此Field的属性内容

**注**：在类中属性都设置为private的前提下，在使用set()和get()方法时，首先要使用Field类中的setAccessible(true)方法将需要操作的属性设置为可以被外部访问。

*  public void setAccessible(true)访问私有属性时，让这个属性可见。

**6.3 案例：反射的应用**

/*
    	 * 获取类中属性的详细信息
    	 */
    	@Test
    	public void test() throws Exception, Exception{
    		
    		Class<Student> clazz = Student.class;
    		//获取本类中所的属性
    		Field[] declaredFields = clazz.getDeclaredFields();
    		
    		for (Field field : declaredFields) {
    			//获取注解
    			Annotation[] annotations = field.getAnnotations();
    			for (Annotation annotation : annotations) {
    				System.out.println(annotation);
    			}
    			//权限修饰符
    			int modifiers = field.getModifiers();
    			System.out.print(Modifier.toString(modifiers) + " ");
    			
    			//属性的类型
    			Class<?> type = field.getType();
    			System.out.print(type + " ");
    			
    			//获取属性的名字
    			String fieldName = field.getName();
    			System.out.print(fieldName);
    			
    			System.out.println();
    		}
    	}

/*
    		 * 需求 ： 给对象中的私有属性进行赋值
    		 */
    		//getDeclaredField("age") ： 可以获取任何权限修饰符修饰的属性
    		Field declaredField = clazz.getDeclaredField("age");
    		//setAccessible(true) : 获取访问权限
    		declaredField.setAccessible(true);
    		//给属性进行赋值
    		//第一个参数 ： 给哪个对象中的该属性进行赋值
    		//第二个参数  ： 赋值的内容
    		declaredField.set(student, 123);
    		System.out.println(student.getAge());
    
                    //获取方法 - public修饰且有参
    		/*
    		 * 第一个参数 ： 方法名
    		 * 第二个参数 ：形参的类型（因为是可变形参也可不写）
    		 */
    		Method declaredMethod = clazz.getDeclaredMethod("info", String.class);
    		//获取访问权限
    		declaredMethod.setAccessible(true);
    		//调用参的方法
    		/*
    		 * 第一个参数 ：  通过哪个对象去调用该方法
    		 * 第二个参数 ： 实参
    		 */
    		declaredMethod.invoke(student, "ccc");
    
    @Test
    	public void test5(){
    		Class clazz = Student.class;
    		//获取带泛型的父类
    		Type genericSuperclass = clazz.getGenericSuperclass();
    		//将父接口转成子接口
    		ParameterizedType t = (ParameterizedType) genericSuperclass;
    		//获取该类的所的泛型
    		Type[] actualTypeArguments = t.getActualTypeArguments();
    		//遍历数组
    		for (Type type : actualTypeArguments) {
    			System.out.println(type);
    		}
    	}

### 7、 动态代理 ###

**代理机制**的操作，属于静态代理，特征是代理类和目标对象的类都是在编译期间确定下来，不利于程序的扩展。同时，每一个代理类只能为一个接口服务，这样一来程序开发中必然产生过多的代理。

**7.1 动态代理的概述**

**     动态代理**是指客户通过代理类来调用其它对象的方法，并且是在程序运行时根据需要动态创建目标类的代理对象。

**7.2 动态代理使用场合:**

*  调试
 *  远程方法调用

**7.3 代理设计模式的原理:**  
     使用一个代理将对象包装起来, 然后用该代理对象取代原始对象. 任何对原始对象的调用都要通过代理. 代理对象决定是否以及何时将方法调用转到原始对象上.

**7.4 代理类介绍****-Proxy**

**Proxy ：**专门完成代理的操作类，是所有动态代理类的父类。通过此类为一个或多个接口动态地生成实现类。

提供用于创建动态代理类和动态代理对象的静态方法

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**7.5 案例**

（1）创建一个实现接口InvocationHandler的类，它必须实现invoke方法，以完成代理的具体操作。

![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80MjQwNTY3MA_size_16_color_FFFFFF_t_70 10][]

*
     * 用来创建代理对象的
     */
    public class XiaoMi implements InvocationHandler {
    	// 被代理对象
    	private Object tartetObject;
    	public XiaoMi() {
    	}
    	/*
    	 * 获取代理对象 targetObject : 被代理对象 （根据被代理对象创建代理对象）
    	 */
    	public Object getXiaoMi(Object targetObject){
    		this.tartetObject = targetObject;
    		//创建代理对象
    		/*
    		 * ClassLoader : 类加载器 （被代理对象的类加载器是什么就传什么）
    		 * Class<?>[] interfaces : 被代理对象的所的接口（通过接口代理对象才能知道需要代理的方法）
    		 * InvocationHandler : 是一个接口，传一个实现了该接口的实现类的对象
    		 */
    		
    		Object object = Proxy.newProxyInstance(
    				targetObject.getClass().getClassLoader(), 
    				targetObject.getClass().getInterfaces(),
    				this
    		);	
    		return object;
    	}
    
    	/*
    	 * 用来完成代理的具体操作
    	 * 作用 ： 用来调用被代理对象中的方法
    	 */
    	@Override
    	public Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args) throws Throwable {
    		System.out.println("---------代理开始了----------");
    	
    		/*
    		 * proxy : com.sun.proxy.$Proxy4
    		 * 调用方法 ： 第一个参数是调用哪个对象的方法，第二个参数是调用方法传递的实参
    		 */
    		Object obj = method.invoke(tartetObject, args);
    		System.out.println("---------代理结束了----------");
    		return obj;
    	}
    }

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