黑马程序员——高新技术---反射

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概述

JAVA反射机制是在运行状态中，对于任意一个类，都能够知道这个类的所有属性和方法；对于任意一个对象，都能够调用它的任意一个方法和属性；这种动态获取的信息以及动态调用对象的方法的功能称为java语言的反射机制。

要想解剖一个类,必须先要获取到该类的字节码文件对象。而解剖使用的就是Class类中的方法.所以先要获取到每一个字节码文件对应的Class类型的对象.

反射技术：

应用场景

一个已经可以使用的应用程序，因为程序已经做好可以运行使用，不能再进行代码的加入了。而当后期我们新的功能加入程序时，该怎么做呢？就如我们的电脑一样，后期我们可能会鼠标、键盘等，所以电脑给我们预留了usb接口，只要符合这个接口规则的设备，电脑就可以通过加载驱动等操作来使用。

那这个程序能用了，如何使用后期出现的功能类呢？

常用的作法，会提供一个配置文件，来供以后实现此程序的类来扩展功能。对外提供配置文件，让后期出现的子类直接将类名字配置到配置文件中即可。该应用程序直接读取配置文件中的内容。并查找和给定名称相同的类文件。进行如下操作：

1）加载这个类。

2）创建该类的对象。

3）调用该类中的内容。

应用程序使用的类不确定时，可以通过提供配置文件，让使用者将具体的子类存储到配置文件中。然后该程序通过反射技术，对指定的类进行内容的获取。

好处：反射技术大大提高了程序的扩展性。

反射的基石——Class类

1、所有的类文件都有共同属性，所以可以向上抽取，把这些共性内容封装成一个类，这个类就叫Class（描述字节码文件的对象）。

Class类中就包含属性有field（字段）、method（方法）、construction（构造函数）。

而field中有修饰符、类型、变量名等复杂的描述内容，因此也可以将字段封装称为一个对象。用来获取类中field的内容，这个对象的描述叫Field。同理方法和构造函数也被封装成对象Method、Constructor。要想对一个类进行内容的获取，必须要先获取该字节码文件的对象。该对象是Class类型。

Class类描述的信息：类的名字，类的访问属性，类所属于的包名，字段名称的列表，方法名称的列表等。每一个字节码就是class的实例对象。如：classcls=Data.class;

小知识：什么叫字节码？

当源程序中用到类时，首先要从硬盘把这个类的那些二进制代码，一个类编译成class放在硬盘上以后，就是一些二进制代码，要把这些二进制代码加载到内存中里面来，再用这些字节码去复制出一个一个对象来。

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。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。

3、获取Class对象的三种方式

加载XX.class文件进内存时就被封装成了对象，该对象就是字节码文件对象。如何获取Class对象呢？

方式一：

通过对象的getClass方法进行获取。

如：Class clazz=new Person().getClass();//Person是一个类名

麻烦之处：每次都需要具体的类和该类的对象，以及调用getClass方法。

方式二：

任何数据类型都具备着一个静态的属性class，这个属性直接获取到该类型的对应Class对象。

如：Class clazz=Person.class;//Person是一个类名

比第一种较为简单，不用创建对象，不用调用getClass方法，但是还是要使用具体的类，和该类中的一个静态属性class完成。

方式三：

这种方式较为简单，只要知道类的名称即可。不需要使用该类，也不需要去调用具体的属性和行为。就可以获取到Class对象了。

如：Class clazz=Class.forName("包名.Person");//Person是一个类名

这种方式仅知道类名就可以获取到该类字节码对象的方式，更有利于扩展。

注：

1、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

2、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。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。

4、Class类中的方法

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。

Class getClass()

返回的是Object运行时的类，即返回Class对象即字节码对象

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。

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。

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。

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。

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。

String getName()

以String形式返回此Class对象所表示的实体名称。

String getSuperclass()

返回此Class所表示的类的超类的名称

boolean isArray()

判定此Class对象是否表示一个数组

boolean isPrimitive()

判断指定的Class对象是否是一个基本类型。

T newInstance()

创建此Class对象所表示的类的一个新实例。

5、通过Class对象获取类实例

通过查看API我们知道，Class类是没有构造方法的， 因此只能通过方法获取类实例对象。之前我们用的已知类，创建对象的做法：

1）查找并加载XX.class文件进内存，并将该文件封装成Class对象。

2）再依据Class对象创建该类具体的实例。

3）调用构造函数对对象进行初始化。

如：Person p=new Person();

现在用Class对象来获取类实例对象的做法：

1）查找并加载指定名字的字节码文件进内存，并被封装成Class对象。

2）通过Class对象的newInstance方法创建该Class对应的类实例。

3）调用newInstance()方法会去使用该类的空参数构造函数进行初始化。

如：

String className="包名.Person";

Class clazz=Class.forName(className);

Object obj=clazz.newInstance();

示例：

//Person类

public class Person{

private String name;

public Person(){

}

person (String name){

this.name = name;

}

public Person(String name, int age){

this.name = name;

this.age = age;

}

public void show(){

System.out.println("show");

}

public void function(String s ){

System.out.println("function"+s);

}

public String restrnValue(String name,int age){

return "hello"+name+"***"+age;

}

private boid hello(){

System.out.println("helloworld");

}

public String toString(){

Return name+"..."+age;

}//示例

//通过Class对象创建类实例方法

public static void createPersonClass() throws Exception{

//方式1，硬编码

Person p = new Person();

Class c = p.getClass();//c为Person的字节码文件对象

Person p2 = new Person();

Class c2 = p2.getClass();

System.out.ptintln(p==p2);//false

System.out.println(c==c2);//true，一个类的字节码文件对象肯定只有一个，虽然可以创建多个对象

//方式2，硬编码

Class c3 = Person.class;

System.out.println(c==c3);//true

//方式3

Class c4 = Class.forName("cn.itcast.Person");//可以不用必须导包

System.out.printn(c==c4);//true }

}

反射获取构造方法

通过反射拿到的构造方法被称为构造器对象 。

Constructor<t>

位于java.lang.reflect包中，提供关于类的单个构造方法的信息以及对它的访问权限

获取构造方法：

1）得到这个类的所有构造方法：如得到上面示例中Person类的所有构造方法

Constructor[] cons = Class.forName(“cn.itheima.Person”).getConstructors();

2）获取某一个构造方法：

Constructor con=Person.class.getConstructor(String.class,int.class);

创建实例对象：

1）通常方式：Person p = new Person(“lisi”,30);

2）反射方式：Person p= (Person)con.newInstance(“lisi”,30);

注：

1、创建实例时newInstance方法中的参数列表必须与获取Constructor的方法getConstructor方法中的参数列表一致。

2、newInstance()：构造出一个实例对象，每调用一次就构造一个对象。

3、利用Constructor类来创建类实例的好处是可以指定构造函数，而Class类只能利用无参构造函数创建类实例对象。

演示用例：

//获取字节码文件对象

Class c = Class.forName("cn.itcast.Person");

//获取构造器对象

//所以公共构造方法

//public Constructor<?>[] getConstructors()返回一个包含某些Constructor对象的数值，这些对象反应此Class对象所表示的类的所以公共构造方法。

Constructor[] cons = c.getConstructors();

for (Constructor[] con: cons){

System.out.println(con);

}

//所以构造方法

//public Constructor<?>[] getDeclaredConstructors()返回Constructor对象的一个数组，这些对象反映此Class对象表示的类声明的所以构造方法。

Constructor[] cons = c.getDeclaredConstructors();

for (Constructor[] con: cons){

System.out.println(con);

}

//一般我们创建对象，只要一个构造方法就可以了，所以，我们只需要一个构造方法即可

//无参构造

//public Constructor<?>[] getConstructor(Class<?>...parameterTypes)

Constructor con = c.getConstructor();//表示无参构造

//通过构造器对象创建对象

//public T newInstance(Object... initargs)返回：通过调用此对象表示的构造方法来创建的新对象；initargs 将作为变量传递给构造方法调用的对象数组

Object obj = con.newInstance();

System.out.println(obj);

//结果：Person[name = null,age = 0]

}

带参构造函数

//获取字节码文件

Class c = Class.forName("cn.itcast.Person");

Class[] classes = new Class[2];

classes[0] = String.class;

classes[1] = int.class;

//获取构造函数

Constructor con = c.getConstructor(classes);

//改进版

Constructor con = c.getConstructor(new Class[](String.class,int.class});

//最终版

Constructor con = c.getConstructor(String.class,int.class);

//创建对象

Object obj = con.newInstance("李易峰","28");

System.out.println(obj);

反射获取成员变量

想要通过反射获取成员变量，就要通过一个类——Field。

Field 提供有关类或接口的单个字段的信息，以及对它的动态访问权限。反射的字段可能是一个类（静态）字段或实例字段。

常用方法

Field getField(String s);//只能获取公有和父类中公有

Field getDeclaredField(String s);//获取该类中任意成员变量，包括私有

setAccessible(ture);

//如果是私有字段，要先将该私有字段进行取消权限检查的能力。也称暴力访问。

set(Object obj, Object value);//将指定对象变量上此Field对象表示的字段设置为指定的新值。

Object get(Object obj);//返回指定对象上Field表示的字段的值。

演示用例：

//获取字节码文件

Class c = Class.forName("cn.itcast.Person");

////获取成员变量对象

//Field[] fields = c.getFields();//获取所以公共的成员变量

//Field[] fields = c.getDeclaredFields();//获取所以的成员变量

//for (Field field:fields){

//System.out.println(field);

//}

//获取构造器对象

Constructor con = c.getConstructor();

Object obj = con.newInstance();

//获取单个的成员变量

Field field = c.getField("age");

field.set(obj,20);//给obj对象的field字段赋值为20

System.out.println(obj);

}

反射获取成员方法

想要通过反射获取成员方法就要先了解一下类Method。

method类位于java.lang.reflect包中， 提供关于类或接口上单独某个方法（以及如何访问该方法）的信息。所反映的方法可能是类方法或实例方法（包括抽象方法）。

常用方法

Method[] getMethods();//只获取公共和父类中的方法。

Method[] getDeclaredMethods();//获取本类中包含私有。

Method getMethod("方法名"，参数.class（如果是空参可以写null）);

Object invoke(Object obj ,参数);//调用方法

如果方法是静态，invoke方法中的对象参数可以为null。

如：

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

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。

此时会出现下面的问题：

启动Java程序的main方法的参数是一个字符串数组，即public static void main(String[] args)，通过反射方式来调用这个main方法时，如何为invoke方法传递参数呢？按jdk1.5的语法，整个数组是一个参数，而按jdk1.4的语法，数组中的每个元素对应一个参数，当把一个字符串数组作为参数传递给invoke方法时，javac会到底按照哪种语法进行处理呢？jdk1.5肯定要兼容jdk1.4的语法，会按jdk1.4的语法进行处理，即把数组打散成为若干个单独的参数。所以，在给main方法传递参数时，不能使用代码mainMethod.invoke(null,new String[]{“xxx”})，javac只把它当作jdk1.4的语法进行理解，而不把它当作jdk1.5的语法解释，因此会出现参数类型不对的问题。

解决办法：

mainMethod.invoke(null,new Object[]{new String[]{"xxx"}});

mainMethod.invoke(null,(Object)new String[]{"xxx"});

这两种方式编译器会作特殊处理，编译时不把参数当作数组看待，也就不会数组打散成若干个参数了。

演示用例：

//获取字节码文件

Class c = Class.forName("cn.itcast.Person");

//创建对象

Constructor con = c.getConstructor();

Object obj = con.newInstance();

//

//Method[] methods = c.getMethods();//所以公共方法，包括父类的

//Method[] methods = c.getDeclaredMethods();//本类的所以方法

//for (Method[] method:methods){

//System.out.println(method);

//}

//第一种：无参无返回值

Method[] m1 = c.getMethod("show",null);

m1.invoke(obj,null);

System.out.println("------------");

//第二种：带参数无返回值

Method[] m2 = c.getMethod("function",String.class);

m2.invoke(obj,"李易峰");

System.out.println("------------");

//第三种：带多个参数有返回值

Method[] m3 = c.getMethod("reutrnValue",String.class，int.class);

Object ooo = m3.invoke(obj,"李易峰",28);

System.out.println(ooo);

System.out.println("------------");

//第四种：私有方法的调用

Method[] m4 = c.getMethod("hello",null);

m4.setAccessible(true);

m4.invoke(obj,null);

数组的反射

1、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。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、Object[]与String[]没有父子关系，Object与String有父子关系，所以new Object[]{“aaa”,”bb”}不能强制转换成new String[]{“aaa”,”bb”}; Object x =“abc”能强制转换成String x =“abc”。

3、如何得到某个数组中的某个元素的类型，

例：

int a = new int[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。

4、Array工具类用于完成对数组的反射操作。

Array.getLength(Object obj);//获取数组的长度

Array.get(Object obj,int x);//获取数组中的元素

5、基本类型的一维数组可以被当作Object类型使用，不能当作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。

演示用例：

package cn.itheima.Demo;

import java.lang.reflect.Array;

import java.util.Arrays;

public class ArrayReflect {

public static void main(String[] args) {

int [] a1 = new int[]{1,2,3};

int [] a2 = new int[4];

int[][] a3 = new int[2][3];

String [] a4 = new String[]{"a","b","c"};

System.out.println(a1.getClass().equals(a2.getClass()));//true

System.out.println(a1.getClass().equals(a3.getClass()));//false

System.out.println(a1.getClass().equals(a4.getClass()));//false

System.out.println(a1.getClass().getName());//[I

System.out.println(a4.getClass().getName());//[Ljava.lang.String;

System.out.println(a1.getClass().getSuperclass());//class java.lang.Object

System.out.println(a4.getClass().getSuperclass());//class java.lang.Object

Object obj1=a1;

Object obj2=a3;

Object obj3=a4;

// Object[] obj11=a1;//这样是不行的，因为a1中的元素是int类型，基本数据类型不是Object

Object[] obj13=a3;

Object[] obj14=a4;//这样可以，因为String数组中的元素属于Object

System.out.println(a1);//[I@4caaf64e

System.out.println(a4);//[Ljava.lang.String;@6c10a234

System.out.println(Arrays.asList(a1));//[I@4caaf64e

System.out.println(Arrays.asList(a4));//[a, b, c]

/* Arrays.asList()方法处理int[]和String[]时的差异。

* 打印Arrays.asList(a1);还是跟直接打印a1是一样的

打印Arrays.asList(a4);就会把a3的元素打印出来。

这是因为此方法在JDK1.4版本中，接收的Object类型的数组，

而a3可以作为Object数组传入。但是a1不可以作为Object数组传入，所以只能按照JDK1.5版本来处理。

在JDK1.5版本中，传入的是一个可变参数，所以a1就被当作是一个object，也就是一个参数，

而不是数组传入，所以打印的结果还是跟直接打印a1一样。

*/

//Array工具类用于完成对数组的反射操作。如打印任意数值

printObject(a1);

printObject(a4);

printObject("abc");

}

//打印任意数值

private static void printObject(Object obj) {

Class clazz=obj.getClass();

//如果传入的是数组，则遍历

if(clazz.isArray()){

int len =Array.getLength(obj);//Array工具类获取数组长度方法

for(int x=0;x<len;x++){

System.out.println(Array.get(obj, x));//Array工具获取数组元素

}

}

else

System.out.println(obj);

}

}

通过反射运行配置文件中的内容

//如果有需求上的改动，代码会一直被改动

//反射+配置文件

/*

作为配置文件来说

键时固定的，是已经知道的

值是变化的

className,methodName

*/

Properties prop = new Properties();

FileReader fr = new FileReader("test.properties");

prop.load(fr);

fr.close();

//获取类名

String className = prop.getProperty("className");

//获取方法名

String methodName = prop.getProperty("methodName");

//获取字节码文件对象

Class c = Class.forName(className);

Constructor con = c.getConstructor();

Object obj = con.newInstance();

Method m = c.getMethod(methodName,null);

m.invoke(obj,null);

}

}

public class Student{

public void love{

System.out.println("");

}

}

public class Teacher{

public void love{

System.out.println("");

}

}

--------------------------------------

properties文件

className = cn.itcast.text.Student

methodName = love;

/*

反射越过泛型检查

我给你ArrayList<Integer>的一个对象，我想在这个集合中添加一个字符串数据，如何实现？

通过反射实现

反射可以越过泛型检查

*/

class {

public static void main(String[] args)throws Exception{

ArrayList<Integer> array = ArrayList<Integer>();

//获取字节码文件

Class c = array.getClass();

Method m = c.getMethod("add",Object.class);

m.invoke(array,"hello");

System.out.println(array);

}

}

实现框架的功能

概述

1、框架：通过反射调用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File命名一个配置文件如：config.properties,然后写入配置信息。如键值对：className=java.util.ArrayList，等号右边的配置键，右边是值。

2）代码实现，加载此文件：

①将文件读取到读取流中，要写出配置文件的绝对路径。

如：InputStream is=new FileInputStream(“配置文件”);

②用Properties类的load()方法将流中的数据存入集合。

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className，即配置的值，也就是某个类名。

4）用反射的方式，创建对象newInstance()。

5）执行程序主体功能

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