Java的高级特性反射

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首先简单说说什么反射，其实就是动态的加载类，我们在写JDBC的时候加载驱动Class.forName("xxxx"),这句话就涉及到了反射。

反射是自J***A诞生就具备的高级特性，其强大的扩展能力使J***A严谨死板的语法变得灵活。

但是能够超越一些J***A对普通类的限定，有关反射主要相关的包在java.lang.reflect中。

但是反射也有缺点，就是结构代码较为复杂，使人难以理解，在编程中应当注视上普通的实现方式。

由于反射将一个类的各种成分都映射成了相应的类和对象，所以相对普通方法来说，比较消耗资源。

为什么要学习反射呢？

因为其强大的扩展性，在java开发中框架(Spring)大量应用了反射，反射是Java开发者非常有必要掌握的一门技能。



Java的反射机制主要提供了：

在运行时判断任意一个对象的所属的类。

在运行时判断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方法。



Class类（反射的基石）

Java中每个类都代表了一类事物，如Person类可以有张三李四的具体对象

Class是用于描述J***A类的一个类，代表类的字节码实例对象

一个类被加载器加载到内存中，占用一片储存空间，在这个空间里的内容就是类的字节码

这样一个个空间可以用一类对象来表示，这些对象具备相同的类型，这个类型就是CLASS

//不同类的字节码是不同的，所以他们在内存中的内容也是不同的



java类的用于描述一类事物的共性，该类的属性是由该类的实例对象来决定的，不同的实例对象具备不同的属性

java程序中的各个J***A类也属于同一类事物，而CLASS类就是用于描述这类事物的

Class 类描述了类的属性信息，如类名、访问权限、包名、字段名称列表、方法名称列表等

学习反射就要先搞清楚 Class 这个类

获取各个字节码对应实例对象（class类型）的方法

1.类名.class ;如：Class c1= Person.class;

2.对象.getClass();如:new Date().getClass();

3.class.forName("类名");如：Class.forName("java.lang.String");

反射时主要用第三种，因为可以将表示“类名”的字符串定义一个变量

得到类的字节方式

1.该类的字节码已经加载到了内存中，直接找到类的字节码返回（如上1,2）

2.虚拟机中没有该字节码，用类加载器加载，将该字节码缓存起来同时返回（如3）



Class类的实例表示正在运行的J***A应用程序中的类和接口。枚举是一种类，注释是一种接口。

每个数组属于被映射为 Class 对象的一个类，所有具有相同元素类型和维数的数组都共享该 Class 对象。

基本的 Java 类型（boolean、byte、char、short、int、long、float 和 double）和关键字 void 也表示为 Class 对象。

Class 没有公共构造方法。Class 对象是在加载类时由 Java 虚拟机以及通过调用类加载器中的 defineClass 方法自动构造的。


九个预定义Class实例对象

（八个基本数据类型+ void ）每个类型都对应了一个 Class 实例对象


Class c1 = void.class;


Class 类方法

isPrimitive();//判断该字节码是否是基本数据类型

包装类不属于基本数据类型，但是可以通过 TYPE 常量获取其基本数据类型字节码；

如:Integer.TYPE 与 int.class 是同一个字节码对象


数组类型的Class实例对象判断方法： Class.isArray(）

只要是在源程序中出现的类型，都有各自 Class 实例对象，如:int[],void

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"反射->Refelection"

反射并不是1.5版本才出现的，始于1.0,是java最重要的高级特性之一

概念：反射就是把Java类中的各种成分映射成相应的java类

例如：Java中一个类可以用Class类的一个对象来表示

一个类的组成部分：成员变量、方法、构造方法、包等信息也用一个个的Java类来表示

//就像汽车是一个类，汽车中的发动机、变速箱等组成也是一个个类

表示Java类的Class类显然要提供一系列的方法，来获得其中的变量、方法、构造方法、修饰符、包等信息

这些信息就是用相应类的实例对象来表示，这些类是： Field,Method,Constructor,Package 等

一个类中的每一个成员都可以用相应的反射API类的实例对象来表示，通过调用 Class 类的方法可以得到这些实例对象

'得到这些实例对象后该怎么用，是学习应用反射的要点'

例如；


System.exit

System.getProperties()

Method --> nethodObj1 可以使用两个 Method 对象来代表 System 类的两个方法

methodOjb2 //Method代表方法这个类型，其对象代表具体是哪个方法

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Constructor 类 代表某个类中的构造方法

获取某个类所有的构造方法 // []数组,s获取多个

示例： Constructor[] constructor = Class.forName("java.lang.String").getConstructors();

1,获取某一个构造方法 //可变参数

示例： Constructor constructor = Class.forName("java.lang.String").getConstructor(StringBuffer.class);

//获得构造方法时要用到类型

2,创建实例对象

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

反射方式: String str = (String)constructor.newInstance(new StringBuffer("abc "));//实参

//调用方法时要用到上面相同类型的实例对象

Class.newInstance()方法：


ep: String obj = (String)Class.forName("java.lanng.String").newInstance(); //空参

该方法首先得到默认的无参构造方法，然后使用该构造方法创建实例对象


该方法在内部使用了缓存机制来保存默认构造方法的实例对象，所以会影响性能

只有两个类拥有newInstance()方法，分别是 Class 类和 Constructor 类

Class类中的newInstance()方法是不带参数的，而Constructro类中的newInstance()方法是带参数的(Object),

需要提供必要的参数。 在编程时要择需使用


构造方法的反射： class-->constructor-->new object 通过两个步骤获取该类的对象

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Field 类

Field类代表某个类中的一个成员变量, 设有一个obj对象

Field对象不是obj具体的变量值，而是指代的是obj所属类的哪一个变量，可以通过Field(对象).get(obj)获取相应的变量值


示例： Field field = obj.getClass().getField("变量名")

field.get(obj) //通过反射获取对象的变量值，参数是对象，意思就是获得那个对象的那个变量的值

步骤： 1)获取class字节码 2)获取指定的Field对象 3)获取变量值


"暴力反射"


get方法只能获取声明为 public 的变量，对于私有变量，可以通过getDeclaredField()方法获取 private 变量


获取对象后要通过 setAccessible(true)方法将该域设置为可访问


示例： Field field = obj.getClass().getDeclaredField(); //1)2)获取私有file对象


field.setAccessible(true); //3)将private变量设置为可访问；继承自父类 AccessibleObject 的方法

field.get(obj); //4)获取变量值

反射替换

getField()方法获取一个.class 指定的public变量，getFields()方法获取该字节吗所有的 public 变量

获取变量后就可以通过 field.set(obj,newValue) 将指定对象变量上此Field对象表示的值替换为新的值

一个问题，我把自己的变量定义成private，就是不想让人家访问，可是，现在人家用暴力反射还是能够访问我，这说不通啊，

能不能让人家用暴力反射也访问不了我。首先,private主要是给javac编译器看的，希望在写程序的时候，在源代码中不要访问我，

是帮组程序员实现高内聚、低耦合的一种策略。你这个程序员不领情，非要去访问，那我拦不住你，由你去吧。

同样的道理，泛型集合在编译时可以帮助我们限定元素的内容，这是人家提供的好处，而你非不想要这个好处，怎么办？


绕过编译器，就可以往集合中存入另外类型了。


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Method 类

Method类代表某个类中的成员方法

Method对象不是具体的方法，而是来代表类中哪一个方法，与对象无关

示例：得到类中某一个方法：


Method methodCharAt = Class.forName("java.lang.String").getMethod("charAt",int.class)
//方法名，int为参数

Class.getMethod方法用于得到一个方法对象，该方法接受的参数首先要有该方法名，

然后通过参数列表来区分重载那个方法，参数类型用 Class 对象来表示(如为 int 就用 int.class)

调用方法：普通方式：str.charAt(1)


反射方式：methodCharAt.invoke(str,1)
//参数1：调用哪个字符串。 参数2：实参int

//如果invoke方法接收的第一个方法是null,说明该方法是一个静态方法(不需要对象，如main方法)

jdk1.4 和jdk1.5 的invoke方法的区别：

1.5: public Object invoke(Object obj, Object...args)


1.4: public Object invoke(Object obj, Object[] args)

//按照1.4的语法，需要将一个数组作为参数传递给invoke方法时，数组中每个元素分别对应被调用方法中的一个参数

//所以调用charAt方法可以用1.4的写法改为 methodCharAt.invoke("str", new Object[]{1}) 的形式

用反射方式执行某个类中的"main"方法

学习目的：在不知道类名的情况下调用其main方法。


一般可以通过 类名.main(new String[]{"..."})来调用；如果不知道类名，而只是在程序中接收某一

代表此main方法所属类的名称的参数，就需要用到反射

要处理的问题：

main方法的参数(String[] args)是一个字符串数组，通过反射调用该方法需要为invoke方法参数

按照1.5的语法，整个数组是一个参数，而在1.4中数组的每个元素对应一个参数（会自动拆包）

1.5 为了兼容1.4,保留了该设定，所以在给main方法传递参数时，不能使用Method.invoke(null, String[]{...})

因为编译器会将其按照1.4的语法进行编译，所以会出现"参数个数异常"，这是1.4版本遗留的兼容性问题


处理方法：

Method.invoke(null, new Object[]{new String[]{"..."}});//1，相当于加一层皮，拆分一次

Method.invoke(null, (Object)new String[]{"..."});//2，相当于声明为一个对象，不让编译器拆分

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数组的反射

具有相同维数和元素类型的数组属于同一个类型，即具有相同的 Class 实例对象

代表数组的Class实例对象的getSuperClass方法返回父类为Object类对应的Class

基本类型的一维数组可以被当做Object类型使用不能当做Object[]类型使用

非基本类型的一维数组，既可以当做Object类型使用，又可以当做Object[]类型使用
//引用类型可以当Object[]类型使用

String不是基本类型

Arrays.asList()方法处理 int[] 和 String[]时的差异：int[](Object); String[](Object 或 Object[])

Array 工具类用于完成对数组的反射操作,专门用于处理数组的Object对象

细节: Array 类与 Arrays 类的区分


java.util包中 Arrays 工具类对数组元素进行操作，接收参数为(Array[] array)，无法处理数组的Object形态


java.lang.reflect包中的 Array 工具类对数组对象进行操作，接收参数为(Object array)

如何得到数组中的元素类型？

int[] a = new int[]; //即获取a前面数组的数据类型


Object[] a = new Object{"String",1,true,'a'}



不能通过引用a获取来获取数组的数据类型，如Object示例


只能获取该数组中某个具体的元素的数据类型;如: a[0].getClass().getName();


【个人总结】 反射就是将java类中各种成员映射成java类，反射具有极其强大的扩展性，每个成员都是class,所以说J***A中万物皆是对象


可以通过一个对象获取该对象所属的字节码（运行时类），然后通过相应的方法获取其


构造器、成员变量、成员方法等，然后将这些成分反作用给该对象，对该对象数据进行获取、修改等操作


如：一个app没有源代码，只有打包的.class 字节码，如果想要对其进行修改升级等操作，无法通过修改源代码来实现


这时就可以用到反射，通过改变运行时类来实现

--------------------------------代码部分---------------------------------

package reflect;

import java.lang.reflect.Array;
import java.lang.reflect.Constructor;
import java.lang.reflect.Field;
import java.lang.reflect.InvocationTargetException;
import java.lang.reflect.Method;
import java.util.Arrays;

public class reflectTest {
public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException,
SecurityException, NoSuchMethodException, IllegalArgumentException,
InstantiationException, IllegalAccessException,
InvocationTargetException, NoSuchFieldException {
String str = "abc";
Class clazz = str.getClass();
Class clazz2 = String.class;
Class clazz3 = Class.forName("java.lang.String");
System.out.println(clazz == clazz2);// true
System.out.println(clazz2 == clazz3);// true
System.out.println(clazz.isPrimitive());// 判断是否为基本类型
System.out.println(int.class.isPrimitive());// true
System.out.println(int.class == Integer.class);// false
System.out.println(int.class == Integer.TYPE);// true
System.out.println(int[].class.isPrimitive());// false
System.out.println(int[].class.isArray());// 判断是否为数组

// 构造方法的反射
// 1.获取构造器
Constructor<String> constructor1 = String.class
.getConstructor(StringBuffer.class);
// 2，使用Constructor的有参newInstance(obj) 方法创建对象,该参数是一个对象
String str2 = (String) constructor1
.newInstance(new StringBuffer("abc"));
System.out.println(str2);

// Field 类的反射
// 1.获取public变量
reflectBean re = new reflectBean("10", "11");
Field field = re.getClass().getField("y");// getField获取指定public 变量
System.out.println(field.get(re));// 获取re对象Y的值
// 2, 获取私有变量 <-- 暴力反射 -->
Field field2 = re.getClass().getDeclaredField("x");// 获取私有变量
field2.setAccessible(true);// 设置访问权限
System.out.println(field2.get(re));

// 修改值
changeStringValue(re);

// Method 类的反射
Method method = String.class.getMethod("charAt", int.class);
// 反射方法
System.out.println(method.invoke("str", 1));// str字符串对象调用此方法
// 静态方法不需要对象，如果不是str而是null,说明该方法是静态方法
System.out.println(method.invoke(str, new Object[] { 2 }));// jdk1.4的写法,一个元素代表一个参数

// 用反射方式执行某个类中的main方法
// (1)普通方式直接调用静态方法
reflectBean.main(new String[] { "aa", "bb", "cc" });
// (2)反射方式
// String startingClassName = args[0]; //要在控制台传入参数，否则会抛出角标越界异常
// Method mainMethod =
// Class.forName(startingClassName).getMethod("main", String[].class);
// jdk1.4遗留的兼容性问题：数组中每个元素分别对应被调用方法中的一个参数,所以会抛出参数个数异常
// 解决方法：将该数组封装进一个Object对象
// mainMethod.invoke(null, new Object[]{new String[]
// {"aaa","bbb","ccc"}});//相当于包一层皮
// mainMethod.invoke(null, (Object)new
// String[]{"xxx","ooo","yyy"});//相当于声明不让编译器拆包

// 数组的反射
int[] a1 = new int[] { 1, 2, 3 };
int[] a2 = new int[4];
int[][] a3 = new int[3][4];
String a4[] = new String[] { "a", "b", "c" };
System.out.println(a1.getClass() == a2.getClass());
System.out.println(a2.getClass().getName());
System.out.println(a1.getClass().getSuperclass().getName());// 父类为Object

Object obj1 = a1;
// Object[] obj2 = a1; //基本数据类型的一维数组不能作为Object[]使用
Object[] obj3 = a3; // 基本数据类型的多维数组可以作为Object或Object[]使用
Object obj4 = a4;
Object[] obj5 = a4; // 非基本元素类型一维数组可以作为Object或Object[]使用
System.out.println(a1);
System.out.println(a4);
System.out.println(Arrays.asList(a1)); // a1是int基本类型，不能作为Object[]使用，只能作为一个Object
System.out.println(Arrays.asList(a4)); // a4可以作为Object[]使用，符合jdk1.4的语法，自动拆分打印
// Arrays工具类的静态方法：1.4版本: asList(Object[] a);将数组转成List集合，List集合可以直接打印
// 1.5版本： asList(T...a) ; 向下兼容1.4 ,新增功能可以将多个参数转成List集合
System.out.println(Arrays.asList(1, 2, 3, 4, 5));// asList方法1.5特性，可变参数
printObject(a4);
printObject("aaaaa"); 
}

// 细节：Array类与Arrays类
// java.util包中 Arrays工具类对数组元素进行操作，接收参数为（Array[] array），无法处理数组的Object形态
// java.lang.reflect包中的Array工具类对数组对象进行操作，接收参数为（Object array）
private static void printObject(Object obj) {
Class clazz = obj.getClass();
if (clazz.isArray()) {
for (int i = 0; i < Array.getLength(obj); i++) {
System.out.println(Array.get(obj, i));
}
}
}

private static void changeStringValue(Object obj)
throws IllegalArgumentException, IllegalAccessException {
Field[] fields = obj.getClass().getFields();
for (Field field : fields) {
if (field.getType() == String.class) {
String oldValue = (String) field.get(obj);
String newValue = oldValue.replace("11", "20");
field.set(obj, newValue);

}
}

}
}

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