Java高级特性之反射是什么？

编程语言 2020-03-22 10:20:40 阅读次数: 0

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反射是框架设计的灵魂
想要通过Java的反射机制获取类的信息，就必须先获取Class对象

一、Java代码在计算机中经历的三个阶段

在这里插入图片描述

（一）：源代码阶段

    创建一个Person类对象。此时，计算机硬盘上会生成一个Person.java文件，再通过javac编译器编译Person.java文件，会生成一个字节码person.class文件。
字节码person.class文件包含了Person.java文件中的所有内容，但不仅仅这些内容。

（二）：Class类对象

    通过类加载器ClassLoader，将字节码文件person.class，加载到内存中，生成一个Class类对象。
    想要使用反射，就必须先得到Class类对象。

（三）：运行时阶段

    我们创建对象的时候new Person();就是运行时阶段。

综上所述：Java的反射机制，就是将Java类文件>>>>通过javac编译器，生成>>>>字节码文件>>>>通过类加载器ClassLoader，生成>>>>一个Class类对象。Class类对象中包含了Java类文件中所有的内容，通过Class类对象操作类的过程称之为反射。

二、常用API的运用

（一）获取class对象的三种方式

1.Class.forName(String className)

    将字节码文件加载至内存，返回class对象；
    多用于配置文件，将类名定义在配置文件中，读取文件加载类。

/**
 * className:包名+类名
 */
Class<?> cls01 = Class.forName("cn.zj.domain.Person");
System.out.println(cls01);

2.类名.class

    通过类名的属性class获取；
    多用于参数的传递

Class<Person> cls02 = Person.class;
System.out.println(cls02);

3.对象.getClass()

    getClass()在Object中定义，也就是说，所有的类的有这个方法；
    多用于有对象的情况下，需要获取该对象的字节码对象。

Person person = new Person();
Class cls03 = person.getClass();
System.out.println(cls03);

在这里插入图片描述
结论：同一个字节码文件（*.class）在一次程序运行过程中，只会被加载一次，不论通过哪一种方式获取的Class对象都是同一个

（二）获取成员变量

1.Field[] getFields()

    获取所有public修饰的成员变量

Class<Person> personClass = Person.class;
/**
 * 获取所有public修饰的成员变量
 */
Field[] fields = personClass.getFields();
for (Field field : fields) {
    System.out.println(field);
}

2.Field getField(String name)

    获取指定的public修饰的成员变量

Class<Person> personClass = Person.class;
/**
 * 获取指定的public修饰的成员变量
 */
Field a = personClass.getField("a");

3.Field[] getDeclaredFields()

    获取所有的成员变量

Class<Person> personClass = Person.class;
/**
 * 获取所有成员变量
 */
Field[] declaredFields = personClass.getDeclaredFields();
for (Field field :
        declaredFields) {
    System.out.println(field);
}

4.Field getDeclaredField(String name)

    获取指定的成员变量，不管指定的成员变量的修饰符是什么。

Class<Person> personClass = Person.class;
/**
 * 获取指定的成员变量，不管是何总修饰符修饰的
 */
Field d = personClass.getDeclaredField("d");
System.out.println(d);

5.Field：成员变量

5.1.获取值

    Object get(Object obj)
    获取成员变量的值；

/**
 * 获取指定的public修饰的成员变量
 */
Field a = personClass.getField("a");

Person person = new Person();
/**
 * 获取成员变量a的值
 */
Object value = a.get(person);
System.out.println(value);

        如果访问的成员变量受到访问权限修饰符的限制，比如是private修饰的成员变量，则需要暴力反射；

Class<Person> personClass = Person.class;
/**
 * 获取指定的成员变量，不管是何种访问权限修饰符
 */
Field d = personClass.getDeclaredField("d");
System.out.println(d);
Person person = new Person();
//忽略访问全限修饰符的检查，
//访问权限修饰符为private，需要设置为true
d.setAccessible(true);
//获取成员变量的值
Object obj = d.get(person);
System.out.println(obj);
5.2.设置值

    void set(Object obj, Object value)
    设置指定对象成员变量的值
    参数 ：
        obj的字段应该被修改的对象
        value为新值

Field a = personClass.getField("a");
Person person = new Person();
/**
 * 设置指定成员变量的值
 */
a.set(person,"张三");
System.out.println(person.toString());

（三）获取构造方法

1.Constructor getConstructor(类<?>… parameterTypes)

    获取指定参数的public修饰的构造函数

Class<Person> personClass = Person.class;
/**
 * 获取指定参数的public修饰的构造函数
 */
Constructor<Person> constructor = personClass.getConstructor(String.class, Integer.class);
System.out.println(constructor);

2.Constructor<?>[] getConstructors()

    获取所有public修饰的构造函数

Class<Person> personClass = Person.class;
/**
 * 获取所有public修饰的构造函数
 */
Constructor<?>[] constructors = personClass.getConstructors();
for (Constructor con :
        constructors) {
    System.out.println(con);
}

3.Constructor getDeclaredConstructor(类<?>… parameterTypes)

    获取指定参数的构造函数，不考虑权限修饰符

Class<Person> personClass = Person.class;
/**
 * 获取指定参数的构造函数，不考虑权限修饰符
 */
Constructor<Person> declaredConstructor = personClass.getDeclaredConstructor(Integer.class);
System.out.println(declaredConstructor);

4.Constructor<?>[] getDeclaredConstructors()

    获取所有的构造函数，不考虑权限修饰符

Class<Person> personClass = Person.class;
/**
 * 获取所有的构造函数，不考虑权限修饰符
 */
Constructor<?>[] declaredConstructors = personClass.getDeclaredConstructors();
for (Constructor con :
        declaredConstructors) {
    System.out.println(con);
}

5.Constructor：构造函数

5.1.创建对象

    T newInstance(Object… initargs)

Class<Person> personClass = Person.class;
/**
 * 获取指定参数的构造函数
 */
Constructor<Person> constructor = personClass.getConstructor(String.class, Integer.class);
System.out.println(constructor);
Person person = constructor.newInstance("张三", 12);
System.out.println(person);

        如果访问的成员变量受到访问权限修饰符的限制，比如是private修饰的成员变量，则需要暴力反射；

/**
 * 获取指定参数的构造函数，不考虑权限修饰符
 */
Constructor<Person> declaredConstructor = personClass.getDeclaredConstructor(Integer.class);
System.out.println(declaredConstructor);
//此处的构造函数为protected修饰的，需要暴力反射
declaredConstructor.setAccessible(true);
Person person2 = declaredConstructor.newInstance(20);
System.out.println("==========person2==========="+person2);

    如果使用空参数构造函数创建对象，上面的方法可以实现，即不传参数即可，但可以简化操作，
    Class对象也有创建对象的方法：T newInstance() 

Class<Person> personClass = Person.class;
Person person1 = personClass.newInstance();
System.out.println(person1);

（四）获取成员方法

1.Method getMethod(String name, 类<?>… parameterTypes)

    获取指定名称和参数的public修饰的成员方法
    参数
        name：方法名
        parameterTypes：方法参数，有就写，没有就不写

Class<Person> personClass = Person.class;
/**
 * 获取指定成员方法名称和参数的public修饰的方法
 */
 //无参
Method eat = personClass.getMethod("eat");
System.out.println(eat);
//有参
Method eat1 = personClass.getMethod("eat",String.class);
System.out.println(eat1);

2.Method[] getMethods()

        获取所有public修饰的成员方法，包含它的父类Object里的方法

Class<Person> personClass = Person.class;
/**
 * 获取所有public修饰的成员方法，包含它的父类Object里的方法
 */
Method[] methods = personClass.getMethods();
for (Method method :
        methods) {
    System.out.println(method);
}

3.Method getDeclaredMethod(String name, 类<?>… parameterTypes)

    获取指定的成员方法，不考虑权限修饰符

Class<Person> personClass = Person.class;
/**
 * 获取指定的成员方法，不考虑权限修饰符
 */
Method sing = personClass.getDeclaredMethod("sing", Integer.class);
System.out.println(sing);

4.Method[] getDeclaredMethods()

    获取所有成员方法，不考虑权限修饰符。不包含父类Object中的方法

Class<Person> personClass = Person.class;
/**
 * 获取所有成员方法，不考虑权限修饰符。不包含父类Object中的方法
 */
Method[] declaredMethods = personClass.getDeclaredMethods();
for (Method met :
        declaredMethods) {
    System.out.println(met);
}

5.Method：方法对象

5.1.执行方法

    Object invoke(Object obj, Object… args)
    调用底层的方法
    参数
        obj：指定对象
        args：指定成员方法的参数

Class<Person> personClass = Person.class;
/**
 * 获取指定成员方法名称和参数的public修饰的方法
 */
 //无参
Method eat = personClass.getMethod("eat");
System.out.println(eat);
Person person = new Person();
Object obj = eat.invoke(person);

//有参
Method eat1 = personClass.getMethod("eat",String.class);
System.out.println(eat1);
Person person1 = new Person();
Object obj1 = eat1.invoke(person,"饭");

        如果访问的成员方法受到访问权限修饰符的限制，比如是private修饰的成员方法，则需要暴力反射；

Class<Person> personClass = Person.class;
/**
 * 获取指定的成员方法，不考虑权限修饰符
 */
Method sing = personClass.getDeclaredMethod("sing", Integer.class);
System.out.println(sing);
sing.setAccessible(true);
Person person = new Person();
sing.invoke(person,100);
5.2.获取方法名称

    String getName()

Class<Person> personClass = Person.class;
/**
 * 获取所有成员方法，不考虑权限修饰符。不包含父类Object中的方法
 */
Method[] declaredMethods = personClass.getDeclaredMethods();
for (Method met :
        declaredMethods) {
    System.out.println(met);
    //获取方法名称
    String name = met.getName();
    System.out.println(name);
}

（五）获取类名

1.String getName()

    获取类名，返回为：包名+类名

 Class<Person> personClass = Person.class;
//获取类名
String name1 = personClass.getName();
System.out.println("name1: "+name1);

返回值：包名+类名
在这里插入图片描述

三、运用案例

    需求描述：写一个”框架“，可以创建任意类的对象，并且执行其对象中的任意的方法。
    步骤：1.读取配置文件中的内容；
               2.将需要运行的类加载进内存
               3.利用反射创建对象
               4.利用反射获取方法
               5.利用反射执行方法

  1. 创建pro.properties
    在这里插入图片描述
  2. 案例代码
package cn.zj.refelect;

import java.io.IOException;
import java.io.InputStream;
import java.lang.reflect.Method;
import java.util.Properties;

/**
 * 注释
 * 框架类
 * @author 49906
 * @date 2020/3/21
 */
public class RefelectTest {
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        //1.加载配置文件
        //1.1.创建Properties对象
        Properties properties =new Properties();
        //1.2.加载配置文件，转换为一个集合
        //获取class目录下的配置文件
        ClassLoader classLoader = RefelectTest.class.getClassLoader();
        InputStream in = classLoader.getResourceAsStream("pro.properties");
        properties.load(in);

        //2.获取配置文件中定义的数据
        String className = properties.getProperty("className");
        String methodName = properties.getProperty("methodName");

        //3.加载该类进内存
        Class<?> cls = Class.forName(className);

        //4.创建对象
        Object obj = cls.newInstance();

        //5.获取方法对象
        Method method = cls.getMethod(methodName);

        //6.执行方法
        method.invoke(obj);
    }

}
做个挖井人
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