黑马程序员 高新技术<二>---> 反射

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第一节 Class
一、概述：

1、Class是Java程序中各个Java类的总称；它是反射的基石，通过Class类来使用反射。

2、Class和class的区别

1）class：Java中的类用于描述一类事物的共性，该类事物有什么属性，没有什么属性，至于这个属性的值是什么，则由此类的实例对象确定，不同的实例对象有不同的属性值。

2）Class：指的是Java程序中的各个Java类是属于同一类事物，都是Java程序的类，这些类称为Class。例如人对应的是Person类，Java类对应的就是Class。

3、属性：类名，类的访问属性，类所属包名，字段名称列表，方法名称列表等。

二、对象的创建和使用：

1、创建实例对象：不可用new Class()的方式，因为Class没有这样的构造方法。而是将字节码对象赋值给Class变量。如Class c1 =Person.class。

如Person类，它的字节码：首先要将Person的java文件编译为class文件放于硬盘上，即为二进制代码，再将这些代码加载到内存中，接着用它创建一个个对象。就是把类的字节码加载进内存中，再用此字节码创建一个个对象。当有如Person、Math、Date等等的类，那么这些字节码就是分别的一个Class对象。即Class c2 =Date.class;。

2、获得类的字节码对象：如Class.forName(”java.lang.String”)即获得String.class。得到这个字节码对象有两种情况：

1）此类已经加载进内存：若要得到此类字节码，不需要再加载。

2）此类还未加载进内存：类加载器加载此类后，将字节码缓存起来，forName()方法返回加载进来的字节码。

3、得到各字节码对应的实例对象(Class类型)的方式：

1）类名.class：如System.class，String.class等等

2）对象.class：如new Date().getClass()或者d.getClass()。（Date d = new Date()）

3）Class.forName(“类名”)：如Class.forName(”java.lang.String”)

当获取类名的时候，是不知道此类的名称的，forName(字符串参数)方法中传入字符串型的变量作为对外访问的入口，即传入什么类名就获得什么类名，从而得知相应的类名。

注：

forName()是静态方法，是反射中使用的一种方式获取字节码的实例对象。

每个类的字节码对象只有唯一的一个，如任何字符串对象，对应唯一的String.clas字节码。

4、九个预定义的Class：

1）包括八种基本类型（byte、short、int、long、float、double、char、boolean）的字节码对象和一种返回值为void类型的void.class。

2）Integer.TYPE是Integer类的一个常量，它代表此包装类型包装的基本类型的字节码，所以和int.class是相等的。

基本数据类型的字节码都可以用与之对应的包装类中的TYPE常量表示

数组类型的Class实例对象，可以用Class.isArray()方法判断是否为数组类型的。

5、总结：只要是在源程序中出现的类型都有各自的Class实例对象，如int[].class、void.class等。

三、方法：

1、static Class forName(String className)

---> 返回与给定字符串名的类或接口的相关联的Class对象。

2、Class getClass()

---> 返回的是Object运行时的类，即返回Class对象即字节码对象

3、Constructor getConstructor()

---> 返回Constructor对象，它反映此Class对象所表示的类的指定公共构造方法。

4、Field getField(String name)

---> 返回一个Field对象，它表示此Class对象所代表的类或接口的指定公共成员字段。

5、Field[] getFields()

---> 返回包含某些Field对象的数组，表示所代表类中的成员字段。

6、Method getMethod(String name,Class… parameterTypes)

---> 返回一个Method对象，它表示的是此Class对象所代表的类的指定公共成员方法。

7、Method[] getMehtods()

返回一个包含某些Method对象的数组，是所代表的的类中的公共成员方法。

8、String getName()

---> 以String形式返回此Class对象所表示的实体名称。

9、String getSuperclass()

---> 返回此Class所表示的类的超类的名称

10、boolean isArray()

---> 判定此Class对象是否表示一个数组

11、boolean isPrimitive()

---> 判断指定的Class对象是否是一个基本类型。

12、T newInstance()

---> 创建此Class对象所表示的类的一个新实例。

示例：

public static void fuction()throws Exception{
String str1 = "abc";
Class cls1 = str1.getClass();
Class cls2 = String.class;
Class cls3 = Class.forName("java.lang.String");
System.out.println(cls1 == cls2);//true
System.out.println(cls1 == cls3);//true

//判断是否为基本类型：isPrimitive()
System.out.println(cls1.isPrimitive());//false
System.out.println(int.class == Integer.class);//false
//Integer.TYPE代表包装类对应的基本数据类型的字节码
System.out.println(int.class == Integer.TYPE);//true
System.out.println(int[].class.isPrimitive());//false
//判断是否为数组类型的
System.out.println(int[].class.isArray());//true
}

第二节 反射
1、概述：把Java类中的各种成分映射成相应的Java类。

如Class中的每一个方法返回的都是一种类（型），即Method对所有方法抽取成了这个类Method，它的每一个对象（如变量methodObj1）代表了一个方法。

2、一个类中的组成成分：

成员变量、方法、构造函数、包等信息，也用一个个java类来表示（如汽车是一个类，其中的发动机，变速箱等也是对应的一个个类），表示Java类的Class类显然要提供一系列的方法来获取其中的变量、方法、构造函数、修饰符、包等信息，这些信息就是用相应的类的实例对象来表示，他们是Field、Method、Contructor、Package等。

3、一个类中的每个成员都可用相应的反射API类的一个实例对象来表示，通过调用Class类的方法可得到这些实例对象。

反射中的各种类：
一、Constructor类

1、概述：Constructor代表某个类的构造方法

2、获取构造方法：

1）如何得到摸个类的所有构造方法：如得到String类的所有构造方法

Constructor[] cons = Class.forName(“java.lang.String”).getConstructors()；

2）获取某一个构造方法：

Constructor con =String.class.getConstructor(StringBuffer.class);①

3、创建实例对象：

1）通常方式：String str = new String(new StringBuffer (”abc”));

2）反射方式：String str = (String)con.newInstance(new StringBuffer(“abc”));②

调用获得的方法时要用到上面相同类型的实例对象，即两个StringBuffer()要对应相等。

NewInstance()：构造出一个实例对象，每调用一次就构造一个对象。

注意：上面的两个地方①②都要用到StringBuffer，这必须是一致的。

第①个是指定要带StringBuffer参数类型的构造方法，即所需使用的是含StringBuffer类型的构造方法。

第②个是用这个构造方法创建对象，要传入的参数类型是StringBuffer。

4、Class.newInstance()：创建一个对象，不带参数的构造方法。

演示：

//new String(new StringBuffer("abc"));
Constructor constructor1 =
String.class.getConstructor(StringBuffer.class);
String str2 =
(String)constructor1.newInstance(new StringBuffer("abc"));
System.out.println(str2);

//Class.newInstrance创建不带参数的构造方法
String str3 =
(String)Class.forName("java.lang.String").newInstance();
System.out.println("str3:"+str3);

二、Field类

1、概述：Field类代表成员变量（字段）的反射。

示例：

public class ReflectPoint {
private int x;
public int y;

public String toString(){
return str1+";" + str2 + ";" + str3;
}
}
public class FieldTest(){
ReflectPoint pt1 = new ReflectPoint(3,5);
//fieldX和fieldY并不是对象身上的变量，而是类上的
//要用它去取某个对象上的对应的值，传入什么对象，就取相应对象的值。
Field fieldY = pt1.getClass().getField("y");
System.out.println(fieldY.get(pt1));
//获取私有的成员变量
Field fieldX = pt1.getClass().getDeclaredField("x");
fieldX.setAccessible(true);
System.out.println(fieldX.get(pt1));
}

2、获取成员变量：

如上例子所示：

1）获取公有的成员变量：

getField(String name)和get(变量)

2）获取私有的成员变量：暴力反射

getDeclared(String name)

setAccessible(boolean b)，将b设为true即可

get(变量)

//替换字符
private static void changeStringValue(Object obj) throws Exception {
Field[] fields = obj.getClass().getFields();
for(Field field : fields){
//此处需要用==比较，因为是同一份字节码对象
if(field.getType() == String.class){
String oldValue = (String)field.get(obj);
String newValue = oldValue.replace('b','a');
field.set(obj, newValue);
}
}
}

三、Method类

1、概述：Method类代表某个类中的一个成员方法。

调用某个对象身上的方法，要先得到方法，再针对某个对象调用。

2、专家模式：谁调用这个数据，就是谁在调用它的专家。

如人关门：

调用者：是门调用管的动作，对象是门，因为门知道如何执行关的动作，通过门轴之类的细节实现。

指挥者：是人在指挥门做关的动作，只是给门发出了关的信号，让门执行。

总结：变量使用方法，是方法本身知道如何实现执行的过程，也就是“方法对象”调用方法，才执行了方法的每个细节的。

3、获取某个类中的某个方法：（如String str = ”abc”）

1）通常方式：str.charAt(1)

2）反射方式：

Method charAtMethod =

Class.forName(“java.lang.String”).getMethod(“charAt”,int.class);

charAtMethod.invoke(str,1);

说明：如果传递给Method对象的invoke()方法的第一个参数为null，说明Method对象对应的是一个静态方法

4、用反射方式执行某个main方法：

首先要明确为何要用反射：在写源程序时，并不知道使用者传入的类名是什么，但是虽然传入的类名不知道，而知道的是这个类中的方法有main这个方法，所以可以通过反射的方式，通过使用者传入的类名（可定义字符串型变量作为传入类名的入口，通过这个变量代表类名），内部通过传入的类名获取其main方法，然后执行相应的内容。

//Method类演示
private static void methodTest(String [] args) throws Exception {
String str1 = "abc";
//一般方法：
System.out.println(str1.charAt(1));
//反射方法 ：
Method methodCharAt =
Class.forName("java.lang.String").getMethod("charAt",int.class);
System.out.println(methodCharAt.invoke(str1,1));

//用反射方式执行某个main方法
//一般方式：
Test.main(new String[]{"111","222","333"});
System.out.println("-------");

//反射方式：
String startingClassName = args[0];
Method methodMain =
Class.forName(startingClassName).getMethod("main",String[].class);
//方案一：强制转换为超类Object，不用拆包
methodMain.invoke(null,(Object)new String[]{"111","222","333"});
//方案二：将数组打包，编译器拆包后就是一个String[]类型的整体
methodMain.invoke(null,new Object[]{new String[]{"111","222","333"}});
}
//定义一个测试类
class Test{
public static void main(String [] args){
for(String arg : args){
System.out.println(arg);
}
}
}

四、数组的反射

1、数组字节码的名字：有[和数组对应类型的缩写，如int[]数组的名称为：[I

2、基本数据类型的一维数组不能转换为Object数组，如：

int[] a = new int[3]；Object[] obj= a;这样是不成立的。

3、如何得到某个数组中的某个元素的类型：

例：int a = newint[3]；Object[] obj= new Object[]{”ABC”,1}；

无法得到某个数组的具体类型，只能得到其中某个元素的类型，如

Obj[0].getClass().getName()得到的是java.lang.String

若通过b.getClass().getName()，结果是：[Ljava.lang.Object;

public static void arrayTest()throws Exception {
int[] a1 = new int[]{1,2,3};
int[] a2 = new int[4];
int[][] a3 = new int[2][3];
Integer[] ai = new Integer[3];
String[] a4 = new String[]{"a","b","c"};

System.out.println(a1.getClass() == a2.getClass());
System.out.println((Object)a1.getClass() == (Object)a3.getClass());

System.out.println(a3[0].getClass() == a1.getClass());
System.out.println(a3[0].getClass().getSuperclass().getName());
System.out.println(a1.getClass().equals(a3.getClass()));
System.out.println(a1.getClass().equals(a4.getClass()));
System.out.println(a1.getClass().getName());
System.out.println("----:" + a1.getClass());
System.out.println(a1.getClass().getSuperclass().getName());
System.out.println(a2.getClass().getSuperclass().getName());

Object obj1 = a1;
Object obj2 = a2;
//int基本数据类型不是Object的
//Object[] obj3 = a1;
Object[] obj4 = a3;
Object[] obj5 = a4;

System.out.println(a1);
System.out.println(a4);

System.out.println(Arrays.asList(a1));
System.out.println(Arrays.asList(a4));
System.out.println("-------");
int[] a = new int[3];
Object[] obj = new Object[]{"abc",new Integer(1)};
System.out.println(a.getClass().getName());
System.out.println(obj.getClass().getName());
System.out.println(obj[0].getClass().getName());
}

五、HashSet和与hashCode的分析
示例：

import java.util.ArrayList;
import java.util.Collection;
import java.util.HashSet;

public class ReflectTest2 {
public static void main(String [] args){
Collection cons = new HashSet();
ReflectPoint pt1 = new ReflectPoint(3,3);
ReflectPoint pt2 = new ReflectPoint(5,5);
ReflectPoint pt3 = new ReflectPoint(3,3);

cons.add(pt1);
cons.add(pt2);
cons.add(pt3);
cons.add(pt1);
cons.remove(pt1);
System.out.println(cons.size());
}
}

public class ReflectPoint {
private int x;
public int y;
public String str1 = "ball";
public String str2 = "basketball";
public String str3 = "itcast";

public ReflectPoint(int x, int y) {
super();
this.x = x;
this.y = y;
}

public int hashCode() {
final int prime = 31;
int result = 1;
result = prime * result + x;
result = prime * result + y;
//System.out.println("demo...");//测试
return result;
}

public boolean equals(Object obj) {
if (this == obj)
return true;
if (obj == null)
return false;
if (getClass() != obj.getClass())
return false;
ReflectPoint other = (ReflectPoint) obj;
if (x != other.x)
return false;
if (y != other.y)
return false;
return true;
}

public String toString(){
return str1+";" + str2 + ";" + str3;
}
}

覆写hashCode()方法的意义：只有存入的是具有hashCode算法的集合的，覆写hashCode()方法才有价值。
1、哈希算法的由来：
若在一个集合中查找是否含有某个对象，通常是一个个的去比较，找到后还要进行equals的比较，对象特别多时，效率很低，通过哈希算法，将集合分为若干个区域，每个对象算出一个哈希值，可将哈希值分组（一般模32为一组），每组对应某个存储区域，依一个对象的哈希码即可确定此对象对应区域，从而减少每个对象的比较，只需在指定区域查找即可，从而提高从集合中查找元素的效率。
示意图：



2、如果不存入是hashCode算法的集合中，那么则不用复写此方法。
3、只有类的实例对象要被采用哈希算法进行存入和检索时，这个类才需要按要求复写hashCode()方法，即使程序可能暂时不会用到当前类的hashCode()方法，但是为提供一个hashCode()方法也不会有什么不好，没准以后什么时候就会用到这个方法，所以通常要求hashCode()和equals()两者一并被覆盖。
4、提示：
1）若同类两对象用equals()方法比较的结果相同时，他们的哈希码也必须是相等的，但反过来就不成立了，如”BB”和”Aa”两字符串用equals()比较式不相等的，但是他们的哈希值是相等的。
2）当一个对象被存储进HashSet集合中，就不能再修改参与计算哈希值的字段，否则对象被修改后的哈希值与最初被存入的HashSet集合中的哈希值就不同了。在这种情况下，即使contains()方法是用对象的当前引用作为参数去HashSet集合中检索对象，也将返回找不到对象的结果，这也导致无法从HashSet集合中单独删除当前对象，从而造成内存泄露。
简单说，之前存入的对象和修改后的对象，是具有不同的哈希值，被认为是不同的两个对象，这样的对象不再使用，又不移除，而越来越多，就会导致内存泄露。
补充：
内存泄露：某些对象不再使用了，占用着内存空间，并未被释放，就会导致内存泄露；也就是说当程序不断增加对象，修改对象，删除对象，日积月累，内存就会用光了，就导致内存溢出。
3）对象在调用方法时，对象会先进行一次自身hashCode()方法的调用，再进行操作方法。

第三节 反射的作用--> 实现框架的功能
一、概述：
1、框架：通过反射调用位置Java类的一种方式。
如房地产商造房子用户住，门窗和空调等等内部都是由用户自己安装，房子就是框架，用户需使用此框架，安好门窗等放入到房地产商提供的框架中。
框架和工具类的区别：工具类被用户类调用，而框架是调用用户提供的类。
2、框架机器要解决的核心问题：
我们在写框架（造房子的过程）的时候，调用的类（安装的门窗等）还未出现，那么，框架无法知道要被调用的类名，所以在程序中无法直接new其某个类的实例对象，而要用反射来做。
3、简单框架程序的步骤：
1）右击项目名-->File-->命名，写入键值对：className=java.util.ArrayList，等号右边的可以自己定义集合的名称，即用户可以对此记事本修改成自己的类名。
2）代码实现，加载此文件：
①将文件读取到读取流中，一定要用完整的路径，可以使用getRealPath()方法获取路径名，再加上自己定义的文件夹名。
②用Properties类的load()方法将流加载经内存，即提取文件中的信息。
③关闭流：关闭的是读取流，因为流中的数据已经加载进内存。
3）通过getProperty()方法获取类名属性，将传入的类名赋值给指定变量。
4）用反射的方式，创建对象newInstance()
5）进行相关的具体操作。
二、类加载器：
1、简述：类加载器是将.class的文件加载经内存，也可将普通文件中的信息加载进内存。
2、文件的加载问题：
1）eclipse会将源程序中的所有.java文件加载成.class文件，以确保编译，然后放到classPath指定的目录中去。并且会将非.java文件原封不动的复制到.class指定的目录中去。在真正编译的时候，使用classPath目录中的文件，即放置.class文件的目录。
2）写完程序是要讲配置文件放到.class文件目录中一同打包，这些都是类加载器加载的，资源文件（配置文件）也同样加载了配置文件。
3）框架中的配置文件都要放到classPath指定的文件夹中，原因是它的内部就是用类加载器加载的文件。
3、资源文件的加载：是使用类加载器。
1）由类加载器ClassLoader的一个对象加载经内存，即用getClassLoader()方法加载。若要加载普通文件，可用getResourseAsStream(String name)在classPath的文件中逐一查找要加载的文件。
2）在.class身上也提供了方法来加载资源文件，其实它内部就是先调用了Loader方法，再加载的资源文件。
如：Reflect.class.getResourseAsStream(String name)
4、配置文件的路径问题：
第一、用绝对路径，通过getRealPath()方法运算出来具体的目录，而不是内部编码出来的。
一般先得到用户自定义的总目录，在加上自己内部的路径。可以通过getRealPath()方法获取文件路径。对配置文件修改是需要要储存到配置文件中，那么就要得到它的绝对路径才行，因此，配置文件要放到程序的内部。
第二、name的路径问题：
①如果配置文件和classPath目录没关系，就必须写上绝对路径，
②如果配置文件和classPath目录有关系，即在classPath目录中或在其子目录中（一般是资源文件夹resource），那么就得写相对路径，因为它自己了解自己属于哪个包，是相对于当前包而言的。

示例：

配置文件内容：

className=java.util.ArrayList

程序示例：

import java.io.FileInputStream;
import java.io.InputStream;
import java.util.ArrayList;
import java.util.Collection;
import java.util.HashSet;
import java.util.Properties;

public class ReflectTest2 {
public static void main(String [] args)throws Exception{
//读取系统文件到读取流中
//方式一：
//InputStream ips = new FileInputStream("config.propert");
/*getRealPath()--得到完整的路径//如：金山词霸/内部
* 一定要用完整的路径，但完整的路径不是硬编码出来的，而是运算出来的。*/
//方式二：
//InputStream ips = ReflectTest2.class.getClassLoader().getResourceAsStream("cn/itcast/text1/config.propert");
//方式三：
//第一种：配置文件（资源文件）在当前包中
InputStream ips = ReflectTest2.class.getResourceAsStream("resourse/config.propert");
//第二种：配置文件（资源文件）不在当前包中，和此包没太大关系
//InputStream ips = ReflectTest2.class.getClassLoader().getResourceAsStream("cn/itcast/test2/resourse/config.properties");

//加载文件中的键值对
Properties props = new Properties();
props.load(ips);
//关闭资源，即ips调用的那个系统资源
//注意：关闭的是ips操作的流，加载进内存后，就不再需要流资源了，需要关闭
ips.close();
//定义变量，将文件中的类名赋值给变量
String className = props.getProperty("className");
//通过变量，创建给定类的对象
Collection cons =
(Collection)Class.forName(className).newInstance();

//将元素添加到集合中
/*Collection cons = new HashSet();*/
ReflectPoint pt1 = new ReflectPoint(3,3);
ReflectPoint pt2 = new ReflectPoint(5,5);
ReflectPoint pt3 = new ReflectPoint(3,3);
cons.add(pt1);
cons.add(pt2);
cons.add(pt3);
cons.add(pt1);
//移除元素
cons.remove(pt1);
System.out.println(cons.size());
}
}