【java笔记】反射机制

概述:

动态语言:

一类在运行时可以改变其结构的语言。例如新的函数,对象,代码都可以被引进;已有的函数可以被删除或是其他结构上的变化。

静态语言:

运行时结构不可变的语言是静态语言。

java不是动态语言,但可以说是准动态语言,即java有一定的动态性,可以利用反射机制获得类似动态语言的特性。


反射机制:Java Reflection。允许程序在执行期借助于Reflection API取得任何类的内部信息,并能直接操作任意对象的内部属性方法

加载完类之后,在堆内存的方法区就产生了一个Class类型的对象(一个类只有一个Class对象),这个对象就包含了完整的类的结构信息。我们可以通过这个对象看到类的结构。这个对象就像一面镜子,透过这个镜子看到类的结构,所以,形象的称之为反射。

反射优点:

可以实现动态创建对象和编译,灵活

反射缺点:

对性能有影响。


反射相关的API:

java.lang.Class:代表一个类
java.lang.reflect.Method:代表类的方法
java.lang.reflect.Field:代表类的成员变量
java.lang.reflect.Construtor:代表类的构造器

 

 

  一个类在内存中只有一个class对象

一个类被加载后,类的整个结构都会封装在Class对象中

 Class类:

在Object类中定义了Class getclass()方法,此方法将被所以子类继承

对应每个类而言,JRE都为其保留一个不变的Class类型的对象,一个class类型对象包含特定某个结构

●Class本身也是一个类

●Class对象只能由系统建立对象

●一个加载在JVM中只会有一个Class实例

●一个Class对象对应的是一个加载到JVM中的一个.class文件

●每个类的实例都会记得自己是由哪个Class实例生成

●通过Class可以完整地得到一个类的所有被加载的结构

●Class类是Reflection 的根源,针对任何你想动态加载,运行的类,唯有先获得相应的Class对象

获取Class类的实例:

若已知具体的类,通过类的class属性获取,安全可靠性能高

Class c=Person.class;

若已知某个类的实例,调用该实例的getClass()方法获取Class对象

Class c=person.getClass();

已知一个类的全类名,且该类在类路径下,可通过Class类的静态方法forName()获取,可能抛出ClassNotFoundException

Class c=Class.forName("路径/类名")

 

        Person person=new Student();
        //通过对象获得
        Class c1=person.getClass();
        //通过forname获得
        Class c2=Class.forName("Reflection.Student");
        //通过类名.class获得
        Class c3=Student.class;
   ------------------------------------------------------

        //基本内置类型的包装类都有一个TYPE属性
        Class c4=Integer.TYPE;
        System.out.println(c4.hashCode());
        //获得父类类型Person
        Class c5=c1.getSuperclass();

哪些类型可以有Class对象?

class:外部类,成员内部类,静态内部类,局部内部类,匿名内部类

interface:接口

[]:数组

enum:枚举 

annotation:注解

primitive type:基本数据类型

void

只要元素类型与维度一样,就是一个class 

JAVA内存分析:

类的加载与ClassLoader的理解:

加载:

将class文件字节码内容加载到内存中,并将这些静态数据转换成方法区的运行时数据结构

然后生成一个代表这个类的java.lang.Class对象

链接:

将Java类的二进制代码合并到JVM的运行状态中的过程

验证:确保加载的类符合JVM规范,没有安全方面的问题

准备:正式为类遍历(static)分配内存并设置类变量默认初始值的阶段,这些内存都将在方法区中进行分配

解析:虚拟机常量池的符号引用(常量名)替换为直接引用(地址)的过程

初始化:

执行类构造器<clinit>()方法的过程。类构造器<clinit>()方法是由编译期自动收集类中所有类变量的赋值动作和静态代码块中的语句合并产生的。(类构造器是构造类信息的,不是构造该类对象的构造器)

当初始化一个类的时候,如果发现其父类还没有进行初始化,则需要先触发其父类的初始化

虚拟机会保证一个类<clinit>()方法在多线程环境中被正确加锁和同步。

   类的主动引用(一定会发生类的初始化)
➢当虚拟机启动,先初始化main方法所在的类
➢new一个类的对象
➢调用类的静态成员(除了final常量)和静态方法
➢使用java.lang.reflect包的方 法对类进行反射调用
➢当初始化一个类,如果其父类没有被初始化,则先会初始化它的父类
   类的被动引用(不会发生类的初始化)
➢当访问一个静态域时,只有真正声明这个域的类才会被初始化。如:当通过子类引用父类的静态变量,不会导致子类初始化
➢通过数组定义类引用,不会触发此类的初始化
➢引用常量不会触发此类的初始化(常量在链接阶段就存入调用类的常量池中了)

类加载器:

➢类加载的作用:将class文件字节码内容加载到内存中,并将这些静态数据转换成方法区的运行时
数据结构,然后在堆中生成-个代表这个类的java.lang.Class对象,作为方法区中类数据的访问
入口。
➢类缓存:标准的JavaSE类加载器可以按要求查找类,但- -旦某个类被加载到类加载器中,它将维
持加载(缓存)一段时间。不过JVM垃圾回收机制可以回收这些Class对象
 

获得类的信息:

        Class c1=Class.forName("Reflection.User");
        //获得类的名字
        System.out.println(c1.getName());//获得包名+类名
        System.out.println(c1.getSimpleName());//获得类名
        //获得类的属性
        Field[]field11=c1.getFields();//获取Public属性
        Field[]fields=c1.getDeclaredFields();//获取全部属性
        //获取指定属性的值
        Field name=c1.getDeclaredField("name");
        //获得类的方法
        Method[]methods=c1.getMethods();//获得本类及其父类的全部Public方法
        methods=c1.getDeclaredMethods();
        //获取类的指定方法
        //需要传入参数类型
        Method getName=c1.getMethod("getName",null);
        Method setName=c1.getMethod("setName",String.class);
        //获取构造器
        Constructor[] constructors = c1.getConstructors();
        constructors=c1.getDeclaredConstructors();
        //获取指定的构造器
        Constructor declaredConstructor = c1.getDeclaredConstructor(String.class,int.class,int.class);

通过反射动态创建对象

       //通过构造器创建对象
        Class c1=Class.forName("Reflection.User");
        //获取构造器后newInstance
        User user=(User) 
      c1.getDeclaredConstructor(String.class,int.class,int.class).newInstance("李",001,18);
        System.out.println(user);
        //通过反射调用方法:invoke
        c1.getDeclaredMethod("setName", String.class).invoke(user,"asd");
        //invoke:激活  (对象,方法的参数值)

        //通过反射操作属性

      Field name=c1.getDeclaredField("name");
      name.setAccessible(true);//设置私有成员的值时需要设置为true,否则访问不了

         name.set(user,"lll");

如果方法或者字段声明为private,则需要调用方法之前,显式调用setAccessible(true)方法,将可访问private方法

setAccessible:启动和禁用访问安全检查的开关

Method,Field,Constructor对象都用setAccssible()方法

参数值为true,表示反射的对象在使用时应该取消java语言访问检查

*如果代码中必须用反射,而该句代码需要频繁的被调用,设置为true

*原本无法访问的私有成员也可以访问

参数值为false则表示反射的对象应该实施java语言访问检查

性能分析:

 反射获取注解

        Class aClass = Class.forName("Reflection.Student1");
        //通过反射获得注解
        Annotation[] annotations = aClass.getAnnotations();
        for (Annotation annotation : annotations) {
            System.out.println(annotation);//@Reflection.Table("db_stu")
        }
        Table table=(Table)aClass.getAnnotation(Table.class);
        System.out.println(table.value());//db_stu

        //获得类指定的注解
        Field f=aClass.getDeclaredField("name");
        FieldTable annotation = f.getAnnotation(FieldTable.class);
        System.out.println(annotation);//@Reflection.FieldTable(colName="db_name", type="varchar", length=3)
        System.out.println(annotation.colName());// db_name
        System.out.println(annotation.type());//varchar
        System.out.println(annotation.length());//3

    }
}
@Table("db_stu")
class Student1{
    @FieldTable(colName = "db_id",type = "int",length =10)
    private int id;
    @FieldTable(colName = "db_age",type="int",length = 10)
    private int age;
    @FieldTable(colName = "db_name",type="varchar",length = 3)
    private String name;

    public Student1() {
    }

    public Student1(int id, int age, String name) {
        this.id = id;
        this.age = age;
        this.name = name;
    }

    public int getId() {
        return id;
    }

    public void setId(int id) {
        this.id = id;
    }

    public int getAge() {
        return age;
    }

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

    public String getName() {
        return name;
    }

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

    @Override
    public String toString() {
        return "Student{" +
                "id=" + id +
                ", age=" + age +
                ", name='" + name + '\'' +
                '}';
    }
}
@Target(ElementType.TYPE)
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
@interface Table{
    String value();
}

//属性的注解
@Target(ElementType.FIELD)
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
@interface FieldTable{
    String colName();
    String type();
    int length();
}

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