java知识总结（十）反射和代理

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一、什么是反射？

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方法和属性；这种动态获取信息以及动态调用对象方法的功能称为java语言的反射机制。
JAVA反射（放射）机制：“程序运行时，允许改变程序结构或变量类型，这种语言称为动态语言”。从这个观点看，Perl，Python，Ruby是动态语言，C++，Java，C#不是动态语言。但是JAVA有着一个非常突出的动态相关机制：Reflection，用在Java身上指的是我们可以于运行时加载、探知、使用编译期间完全未知的classes。换句话说，Java程序可以加载一个运行时才得知名称的class，获悉其完整构造（但不包括methods定义），并生成其对象实体、或对其fields设值、或唤起其methods。

二、反射机制提供的功能

1. 在运行时判断任意一个对象所属的类。

2. 在运行时构造任意一个类的对象。

3. 在运行时判断任意一个类所具有的成员变量和方法。

4. 在运行时调用任意一个对象的方法

三、反射使用详解

示例：

User user = new User();
user.setTime5Flag("test");

Class<?> cls = Class.forName("com.test.User");
//接口必须public,无论是否在本类内部使用！或者使用cls.getDeclaredMethod()，或者遍历修改可访问性
Method method = cls.getMethod("getTime5Flag");
String res1 = (String) method.invoke(user);
System.out.println(res1);
//涉及到基本类型如int，则使用int.class！Integer.class!=int.class！
method = cls.getMethod("setTime5Flag", String.class);
method.invoke(user, "Rollen");
method = cls.getMethod("getTime5Flag");
String res2 = (String) method.invoke(user);
System.out.println(res2);

1.通过一个对象获得完整的包名和类名：

user.getClass().getName();//全路径类名
user.getClass().getSimpleName();//无包名的类名

2.获取class

Class.forName("com.test.User");
com.test.User.class;
user.getClass();

3.通过class实例化一个对象

User user = (User) cls.newInstance();//必须有无参构造函数

4.取得全部构造函数

Constructor<?> cons[]=cls.getConstructors(); //按声明顺序返回
cons[0].newInstance();//无显示声明，则有默认构造函数

5.取得一个类所实现的所有interface 

Class<?> intes[] = cls.getInterfaces();

6.取得父类

cls.getSuperClass();

7.取得修饰符

int mo = cls.getModifiers();
int mo = cons[0].getModifiers();
int mo = method.getModifiers();
Modifier.toString(mo);

8.获取方法参数

method.getParametors();
cons[0].getParametors();

9.获取方法参数类型

method.getParametorTypes();
cons[0].getParametorTypes();

10.获取方法声明抛出的所有异常类型

method.getExceptionTypes();

11.获取本类声明的全部属性

Field[] field = cls.getDeclaredFields(); //包括private
field[0].getModifiers();
field[0].getType();

12.获取本类的全部公开属性，包括父类声明、接口声明、本类声明的所有public属性

cls.getFields();

13.设置指定属性可访问

field.setAccessible(true);
field.set(obj,'ces');
field.get(obj);

* getFields()与getDeclaredFields()区别：getFields()只能访问类中声明为公有的字段,私有的字段它无法访问，能访问从其它类继承来的公有字段；getDeclaredFields()能访问类中所有的字段,与public,private,protect无关，但不能访问从其它类继承来的字段

* getMethods()与getDeclaredMethods()区别：getMethods()只能访问类中声明为公有的方法,私有的方法它无法访问,能访问从其它类继承来的公有方法；getDeclaredMethods()能访问类中所有的字段,与public,private,protect无关,不能访问从其它类继承来的方法

* getConstructors()与getDeclaredConstructors()区别：getConstructors()只能访问类中声明为public的构造函数；getDeclaredConstructors()能访问类中所有的构造函数,与public,private,protect无关

1.通过反射获取并修改数组的信息

int[] temp={1,2,3,4,5};
Class<?> demo = temp.getClass().getComponentType();
System.out.println("数组类型： "+demo.getName());//int
System.out.println("数组长度： "+Array.getLength(temp));//5
System.out.println("数组的第一个元素： "+Array.get(temp, 0));//1
Array.set(temp, 0, 100);
System.out.println("修改之后数组第一个元素为： "+Array.get(temp, 0));//100

2.获取数组类型

cls.getComponentType();

3.判断是否是数组类型

cls.isArray();

四、代理

代理模式是常用的Java设计模式，它的特征是代理类与委托类有同样的接口，代理类主要负责为委托类预处理消息、过滤消息、把消息转发给委托类，以及事后处理消息等。代理类与委托类之间通常会存在关联关系，一个代理类的对象与一个委托类的对象关联，代理类的对象本身并不真正实现服务，而是通过调用委托类的对象的相关方法，来提供特定的服务。

按照代理的创建时期，代理类可以分为2种：静态代理和动态代理

静态代理：由程序员创建或特定工具自动生成源代码，再对其编译。在程序运行前，代理类的.class文件就已经存在了。

动态代理：在程序运行时，由Java反射机制动态生成字节码。

1.静态代理

public interface Count {
public void queryCount();
}
public class CountImpl implements Count {
public void queryCount() {
System.out.println("查看账户方法...");
}
}
//代理类
public class CountProxy implements Count {
private CountImpl countImpl;
public CountProxy(CountImpl countImpl) {
this.countImpl = countImpl;
}
@Override
public void queryCount() {
System.out.println("事务处理之前");
countImpl.queryCount(); // 调用委托类的方法;
System.out.println("事务处理之后");
}
｝
//测试类
public class TestCount {
public static void main(String[] args) {
CountImpl countImpl = new CountImpl();
CountProxy countProxy = new CountProxy(countImpl);
countProxy.queryCount();
}
｝

观察代码可以发现每一个代理类只能为一个接口服务，这样一来程序开发中必然会产生过多的代理，而且，所有的代理操作除了调用的方法不一样之外，其他的操作都一样，则此时肯定是重复代码。解决这一问题最好的做法是可以通过一个代理类完成全部的代理功能，那么此时就必须使用动态代理完成。

注意：

1) 代理类和被代理类要实现同一个接口

2) 代理类和被代理类有一种关联关系

2.动态代理

动态代理类的字节码在程序运行时由Java反射机制动态生成，无需程序员手工编写它的源代码。动态代理类不仅简化了编程工作，而且提高了软件系统的可扩展性，因为Java 反射机制可以生成任意类型的动态代理类。动态代理常用的有JDK动态代理和CGLIB动态代理。

动态代理的使用场合：1.调试 2.远程方法调用(RMI)

1）JDK动态代理

java.lang.reflect 包中的Proxy类和InvocationHandler 接口提供了生成动态代理类的能力。

InvocationHandler接口：

public interface InvocationHandler {
public Object invoke(Object proxy,Method method,Object[] args) throws Throwable;
}

参数说明：

Object proxy：指被代理的对象。 

Method method：要调用的方法 

Object[] args：方法调用时所需要的参数

可以将InvocationHandler接口的子类想象成一个代理的最终操作类，替换掉ProxySubject。

Proxy类：

Proxy类是专门完成代理的操作类，可以通过此类为一个或多个接口动态地生成实现类，此类提供了如下的操作方法：

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

参数说明：

ClassLoader loader：类加载器 

Class<?>[] interfaces：得到全部的接口 

InvocationHandler h：得到InvocationHandler接口的子类实例

如果想要完成动态代理，首先需要定义一个InvocationHandler接口的子类，以完成代理的具体操作。

interface Subject {
public String say(String name, int age);
}
class RealSubject implements Subject {
@Override
public String say(String name, int age) {
return name + " " + age;
}
}
//JDK动态代理类
class MyInvocationHandler implements InvocationHandler {
private Object target = null;
//绑定委托对象并返回一个代理类
public Object bind(Object target) {
this. target = target;
return Proxy.newProxyInstance(target.getClass().getClassLoader(),
　　　　　　　　　　target.getClass().getInterfaces(), this); //要绑定接口（cglib弥补了这一点）
}
@Override
public Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args) throws Throwable {
System.out.println(“before method!”);
Object temp = method.invoke(target, args);
System.out.println(“after method!”);
return temp;
}
}
class hello {
public static void main(String[] args) {
MyInvocationHandler demo = new MyInvocationHandler();
Subject sub = (Subject) demo.bind(new RealSubject());
String info = sub.say("Rollen", 20);
System.out.println(info);
}
}

但是，JDK的动态代理依靠接口实现，如果有些类并没有实现接口，则不能使用JDK代理，这就要使用cglib动态代理了。

2）CGLIB动态代理

JDK的动态代理机制只能代理实现了接口的类，而未实现接口的类就不能实现JDK的动态代理。

cglib是针对类来实现代理的，它的原理是对指定的目标类生成一个子类，并覆盖其中方法实现增强，但因为采用的是继承，所以不能对final修饰的类进行代理。 

public interface BookFacade {
public void addBook();
}
public class BookFacadeImpl1 {
public void addBook() {
System.out.println("增加图书的普通方法...");
}
}
import java.lang.reflect.Method;
import net.sf.cglib.proxy.Enhancer;
import net.sf.cglib.proxy.MethodInterceptor;
import net.sf.cglib.proxy.MethodProxy;
//cglib动态代理类
public class BookFacadeCglib implements MethodInterceptor {
private Object target;
//绑定委托对象并返回一个代理类
public Object getInstance(Object target) {
this.target = target;
Enhancer enhancer = new Enhancer();
enhancer.setSuperclass(this.target.getClass());
// 回调方法
enhancer.setCallback(this);
// 创建代理对象
return enhancer.create();
}
@Override
// 回调方法
public Object intercept(Object obj, Method method, Object[] args,
MethodProxy proxy) throws Throwable {
System.out.println("事物开始");
Object temp = proxy.invokeSuper(obj, args);
System.out.println("事物结束");
return temp;
}
}
public class TestCglib {
public static void main(String[] args) {
BookFacadeCglib cglib = new BookFacadeCglib();
BookFacadeImpl1 bookCglib = (BookFacadeImpl1)cglib.getInstance(new BookFacadeImpl1());
bookCglib.addBook();
}
}

3.动态代理的步骤：

1)创建一个实现接口InvocationHandler的类，它必须实现invoke方法

2)创建被代理的类以及接口

3)通过Proxy的静态方法

newProxyInstance(ClassLoader loader, Class[] interfaces, InvocationHandler h) 创建一个代理
4)通过代理调用方法

ps:资料来源于网络