黑马程序员————JAVA之反射

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一、反射基础知识概述

    1. 反射技术：

    Java反射机制是在运行状态中，对于任意一个类，都能够知道这个类中的所有属性和方法；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。

简单一句话：反射技术可以对类进行解剖。

    2. 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。

    3. 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。

二、反射涉及的对象 

    反射就是把Java类中的各种成分映射成相应的java类。

    例如，一个Java类中用一个Class类的对象来表示，一个类中的组成部分：成员变量，方法，构造方法，包等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，变速箱等等也是一个个的类。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，它们是Field、Method、Contructor、Package等等。

     一个类中的每个成员都可以用相应的反射API类的一个实例对象来表示，通过调用Class类的方法可以得到这些实例对象后，得到这些实例对象后有什么用呢？怎么用呢？这正是学习和应用反射的要点。

三、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）。

    2. 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。

    3 .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;

    4. 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。

    5. 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。

四、Class类中的方法

     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。

五、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();

    4. 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();

    5. 示例：

//Person类

package cn.itheima;

public class Person {

 private String name;

 public int age;

 public Person(){

  System.out.println("Person is run");

 }

 public Person(String name,int age){

  this.age=age;

  this.name=name;

 }

 public String toString(){

  return name+":"+age;

 }

}

//示例

package cn.itheima;

public class CreateClassDemo {

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

  createPersonClass();

 }

 //通过Class对象创建类实例方法

 public static void createPersonClass() throws Exception{

  //获取Person类的Class对象

  String className="cn.itheima.Person";

  Class clazz=Class.forName(className);

  //通过newInstance方法获取类的无参构造函数实例

  Person p=(Person)clazz.newInstance();

 }

}

六、Constructor类

    1、概述

如果指定的类中没有空参数的构造函数，或者要创建的类对象需要通过指定的构造函数进行初始化。这时怎么办呢？这时就不能使用Class类中的newInstance方法了。既然要通过指定的构造函数进行对象的初始化。就必须先获取这个构造函数——Constructor。Constructor代表某个类的构造方法。

     2、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);

     3、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);

     4、注意：

        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。

示例：

//接上面的示例

//通过Constructor对象来创建类实例方法

public static void createPersonClass_2() throws Exception{

 //获取Person类的Class对象

 String className="cn.itheima.Person";

 Class clazz=Class.forName(className);

 //Class clazz=Person.class;

 //获取指定构造函数的类实例

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

 Person p=(Person) con.newInstance("lisi",30);

 System.out.println(p.toString());

}

七、Field类

1、Field类代表某个类中一个成员变量

2、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。

八、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。

3、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。

   4、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。

九、、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

<
b9f6
pre>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。

十、反射的作用——>实现框架的功能 

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

十一、类加载器

1、简述：类加载器是将.class的文件加载进内存，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文件编译成.class文件，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。在运行的时候，执行的是.class文件。

       2）将配置文件放到.class文件目录中一同打包，类加载器就会一同加载。

    3、资源文件的加载：是使用类加载器。

       1）由类加载器ClassLoader来加载进内存，即用getClassLoader()方法获取类加载器，然后用类加载器的getResourceAsStream(String name)方法，将配置文件（资源文件）加载进内存。利用类加载器来加载配置文件，需把配置文件放置的包名一起写上。这种方式只有读取功能。

       2）Class类也提供getResourceAsStream方法来加载资源文件，其实它内部就是调用了ClassLoader的方法。这时，配置文件是相对类文件的当前目录的，也就是说用这种方法，配置文件前面可以省略包名。

       如：类名.class.getResourceAsStream(“资源文件名”)

4、配置文件的路径问题：

       1）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。

       2）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。