java高级之反射

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java高级之反射

一 反射(类的加载概述和加载时机)

A:类的加载概述

当程序要使用某个类时，如果该类还未被加载到内存中，则系统会通过加载，连接，初始化三步来实现对这个类进行初始化。

加载

就是指将class文件读入内存，并为之创建一个Class对象。任何类被使用时系统都会建立一个Class对象。

连接

验证 是否有正确的内部结构，并和其他类协调一致

准备 负责为类的静态成员分配内存，并设置默认初始化值

解析 将类的二进制数据中的符号引用替换为直接引用

初始化 就是我们以前讲过的初始化步骤

B:加载时机

创建类的实例

访问类的静态变量，或者为静态变量赋值

调用类的静态方法

使用反射方式来强制创建某个类或接口对应的java.lang.Class对象

初始化某个类的子类

直接使用java.exe命令来运行某个主类

二 反射(类加载器的概述和分类)

A:类加载器的概述

负责将.class文件加载到内存中，并为之生成对应的Class对象。虽然我们不需要关心类加载机制，但是了解这个机制我们就能更好的理解程序的运行。

B:类加载器的分类

Bootstrap ClassLoader 根类加载器

Extension ClassLoader 扩展类加载器

Sysetm ClassLoader 系统类加载器

C:类加载器的作用

Bootstrap ClassLoader 根类加载器

也被称为引导类加载器，负责Java核心类的加载

比如System,String等。在JDK中JRE的lib目录下rt.jar文件中

Extension ClassLoader 扩展类加载器

负责JRE的扩展目录中jar包的加载。

在JDK中JRE的lib目录下ext目录

Sysetm ClassLoader 系统类加载器

负责在JVM启动时加载来自java命令的class文件，以及classpath环境变量所指定的jar包和类路径

三 反射(反射概述)

A:反射概述

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。

B:三种方式

a:Object类的getClass()方法,判断两个对象是否是同一个字节码文件，如 new Date().getClass();

b:静态属性class,锁对象

c:Class类中静态方法forName(),读取配置文件， 如 Class.forName(“java.util.Date”);

C:案例演示

获取class文件对象的三种方式

public class ReflectTest
{
public static void main(String[] args) throws Exception
{
String str = "abc";

Class cls1 = str.getClass();
Class cls2 = String.class;
Class cls3 = Class.forName("java.lang.String");

//说明他们是同一份字节码
System.out.println(cls1==cls2);//true
System.out.println(cls1==cls3);//true

System.out.println(cls1.isPrimitive());//false
System.out.println(int.class.isPrimitive());//true
System.out.println(int.class == Integer.class);//false
System.out.println(Integer.class.isPrimitive());//false
System.out.println(int.class == Integer.TYPE);//true

System.out.println(int[].class.isPrimitive());//false

System.out.println(int[].class.isArray());//true

运行结果：



注意：

数组类型的Class实例对象

Class.isArray();

总之.只要在源程序中出现的类型,都有各自的Class示例对象 例如 int[] void…

四 反射(Class.forName()读取配置文件举例)

榨汁机(Juicer)榨汁的案例

分别有水果(Fruit)苹果(Apple)香蕉(Banana)桔子(Orange)榨汁(squeeze)

/*
榨汁机(Juicer)榨汁的按例
分别有水果(Fruit) 苹果 香蕉 橘子 榨汁

注: 本例为了突出核心代码,没有进行异常处理
*/
import java.io.*;
public class ReflectDemo
{
public static void main(String[] args) throws Exception
{
//没有用反射  只有多态
//      Juicer j = new Juicer();//买榨汁机
//      j.run(new Apple());//往榨汁机里面扔苹果
//      j.run(new Orange());

//利用反射和配置文件
//创建流对象,关联配置文件
BufferedReader br = new BufferedReader(new FileReader("d:\\config.properties"));
//,获取该类的字节码对象, 读取配置文件一行内容
Class clazz = Class.forName(br.readLine());

//通过字节码对象创建对象实例
Fruit f = (Fruit)clazz.newInstance();//父类引用指向子类对象  水果的引用指向了苹果对象

Juicer j = new Juicer();//创建一个榨汁机对象
j.run(f);

}
}

interface Fruit
{
public void squeeze();
}

class Apple implements Fruit
{
public void squeeze()
{
System.out.println("榨苹果汁");
}
}

class Orange implements Fruit
{
public void squeeze()
{
System.out.println("榨橘子汁");
}
}

class Juicer
{
public void run(Fruit f)
{
f.squeeze();
}
}

运行结果:



总结:

通过反射,大大简化了代码的应用场景.在本例中,要改变程序的功能只需要修改相应的配置文件即可,而不用大费周折的修改源码.

从另一方面看, 大大增强了程序的安全性和健壮性.

五 反射(通过反射获取带参构造方法并使用)

Constructor

Class类的newInstance()方法是使用该类无参的构造函数创建对象, 如果一个类没有无参的构造函数, 就不能这样创建了,可以调用Class类的getConstructor(String.class,int.class)方法获取一个指定的构造函数然后再调用Constructor类的newInstance(“张三”,20)方法创建对象

示例代码:

/*
注意: 为了程序简便.本例没有加上Person类.
*/
import java.lang.reflect.*;
class ReflectDemo2
{
public static void main(String[] args) throws Exception
{
Class clazz = Class.forName("Person");
//      Person p = (Person)clazz.newInstance();//通过无参构造对象
//      System.out.println(p);

//获取有参数构造
Constructor c = clazz.getConstructor(String.class,int.class);

//通过有参构造创建对象
Person p = (Person)c.newInstance("张三",22);
System.out.println(p);
}
}

运行结果:

六 反射(通过反射获取成员变量并使用)

Field

Class.getField(String)方法可以获取类中的指定字段(可见的), 如果是私有的可以用getDeclaedField(“name”)方法获取,通过set(obj, “李四”)方法可以设置指定对象上该字段的值, 如果是私有的需要先调用setAccessible(true)设置访问权限,用获取的指定的字段调用get(obj)可以获取指定对象中该字段的值

代码实现如下:

import java.lang.reflect.*;
class ReflectDemo3
{
public static void main(String[] args) throws Exception
{

Class clazz = Class.forName("Person");
Constructor c = clazz.getConstructor(String.class,int.class);
Person p = (Person)c.newInstance("张三",22);

//因为姓名字段是private的  因此获取不到
//Field f = clazz.getField("name");//获取姓名字段
//f.set(p,"李四");//修改姓名

//通过暴力反射获取字段
Field f = clazz.getDeclaredField("name");
f.setAccessible(true);//取出权限
f.set(p,"李四");

System.out.println(p);
}
}

运行结果:

七 反射(通过反射获取方法并使用)

Method

Class.getMethod(String, Class…) 和 Class.getDeclaredMethod(String, Class…)方法可以获取类中的指定方法,调用invoke(Object, Object…)可以调用该方法,Class.getMethod(“eat”) invoke(obj) Class.getMethod(“eat”,int.class) invoke(obj,10)

示例代码:

import java.lang.reflect.*;
class ReflectDemo4
{
public static void main(String[] args) throws Exception
{
Class clazz = Class.forName("Person");
Constructor c = clazz.getConstructor(String.class,int.class);
Person p = (Person)c.newInstance("张三",22);

Method m = clazz.getMethod("eat"); //获取Method方法
m.invoke(p);

Method m2 = clazz.getMethod("eat",int.class);//获取有参的方法
m2.invoke(p,10);//运行放法
}
}

运行结果:

八 反射(通过反射越过泛型检查)

A:案例演示

ArrayList的一个对象，在这个集合中添加一个字符串数据，如何实现呢？

/*
* A:案例演示  泛型擦除  泛型反射
* ArrayList<Integer>的一个对象，在这个集合中添加一个字符串数据，如何实现呢？

泛型只在编译期有效,在运行期会被擦除掉
*/
import java.util.*;
import java.lang.reflect.*;
class ReflectTest1
{
public static void main(String[] args) throws Exception
{
ArrayList<Integer> list = new ArrayList<Integer>();
list.add(111);
list.add(222);

//获取字节码对象
Class clazz = Class.forName("java.util.ArrayList");
//获取add方法
Method m = clazz.getMethod("add",Object.class);

m.invoke(list,"abc");//运行方法

System.out.println(list);
}
}

运行结果:



总结:

泛型只在编译期有效,在运行期会被擦除掉

九 反射(通过反射写一个通用的设置某个对象的某个属性为指定的值)

A:案例演示

public void setProperty(Object obj, String propertyName, Object value){}，此方法可将obj对象中名为propertyName的属性的值设置为value。

import java.lang.reflect.*;
class ReflectTest2
{
public static void main(String[] args) throws Exception
{
//创建Student实例
Student s = new Student("张三",23);
System.out.println("修改前的信息: "+s);

Tool t = new Tool();//创建工具类实例
t.setProperty(s,"name","李四");
System.out.println("修改后的信息: "+s);

}
}
//工具类
class Tool
{
//此方法可将obj对象中名为propertyName的属性的值设置为value
public void setProperty(Object obj, String propertyName, Object value)throws Exception
{
Class clazz = obj.getClass();//获取字节码对象
Field f = clazz.getDeclaredField(propertyName);//暴力反射获取字段

f.setAccessible(true);//取出权限
f.set(obj,value);

}
}

class Student
{
private String name;
private int age;

public Student()//无参构造方法
{

}

public Student(String name,int age)//有参构造方法
{
this.name = name;
this.age = age;
}

public String getName()
{
return name;
}

public int getAge()
{
return age;
}

public void setName(String name)
{
this.name = name;
}

public void setAge(int age)
{
this.age = age;
}

public String toString()
{
return "name= "+name+", "+"age="+age;
}
}

运行结果:

十 反射(练习)

已知一个类，定义如下：

package cn.itcast.heima;

public class DemoClass {

public void run() {

System.out.println(“welcome to heima!”);

}

}

(1) 写一个Properties格式的配置文件，配置类的完整名称。

(2) 写一个程序，读取这个Properties配置文件，获得类的完整名称并加载这个类，用反射的方式运行run方法。

import java.io.*;
import java.lang.reflect.*;
class ReflectTest3
{
public static void main(String[] args) throws Exception
{
//创建输入流 关联配置文件
BufferedReader br = new BufferedReader(new FileReader("D:\\xxx.txt"));
Class clazz = Class.forName(br.readLine());//读取配置文件中的类名  获取字节码对象

DemoClass dc = (DemoClass)clazz.newInstance();//通过字节码对象创建对象
dc.run();
}
}

class DemoClass
{
public void run()
{
System.out.println("Welcome to heima");
}
}

运行结果:

十一 反射(动态代理的概述和实现)

A:动态代理概述

代理：本来应该自己做的事情，请了别人来做，被请的人就是代理对象。

举例：春节回家买票让人代买

动态代理：在程序运行过程中产生的这个对象,而程序运行过程中产生对象其实就是我们刚才反射讲解的内容，所以，动态代理其实就是通过反射来生成一个代理

在Java中java.lang.reflect包下提供了一个Proxy类和一个InvocationHandler接口，通过使用这个类和接口就可以生成动态代理对象。JDK提供的代理只能针对接口做代理。我们有更强大的代理cglib，Proxy类中的方法创建动态代理类对象

public static Object newProxyInstance(ClassLoader loader,Class(?)[] interfaces,InvocationHandler h)

最终会调用InvocationHandler的方法

InvocationHandler Object invoke(Object proxy,Method method,Object[] args)

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