Java反射知识点学习

反射

反射体现运行时的动态性

public class NewInstance1 {
    
    
    //体现反射的动态性
    public static void main(String[] args) throws Exception {
    
    
        int i = new Random().nextInt(3);
        String classPath="";
        switch (i){
    
    
            case 0:
                classPath="com.etime01.Person";
                break;
            case 1:
                classPath="java.util.Date";
                break;
            case 2:
                classPath="java.lang.Object";
                break;
        }
        Object instance = getInstance(classPath);
        System.out.println(instance);
    }
    /*
    创建一个指定类的对象
    classPath：指定类的全类名
     */
    public static Object getInstance(String classPath) throws Exception {
    
    
        Class clazz = Class.forName(classPath);
        return clazz.newInstance();
    }
}

疑问1

通过直接new对象的方式或者反射的方式都可以调用公共的结构，开发中到底用哪个？

建议new 的方式，如果在编译时不能确定创建哪一个类的对象，当出现这种情况，就用反射的方式创建对象。

疑问2

反射可以调用类的私有属性和方法，是否和封装性有矛盾？

不矛盾，封装性的意思是，调用public修饰的的方法或者属性就行，private修饰的用不着，不建议调私有的方法或属性，但是还是要调取私有的，就可以用反射去调用私有的方法或属性。

关于java.lang.Class类的理解

1. 类的加载过程：

程序经过javac.exe命令后，会生成一个或多个字节码文件（.class结尾）。接着我们使用java.exe命令对某个字节码文件进行解释运行。相当于将某个字节码文件加载到内存中。此过程就成为类的加载。加载内存中的类，我们就称为运行时类，此运行时类，就作为Class的一个实例。

2. 换句话说，Class的实例就对应着一个运行时类。
3. 加载到内存中的运行时类，会缓存一定的时间。在此时间之内，我们可以通过不同的方式来获取此运行时类。

获取Class的实例的方式（重点）

public class RefilectionTest {
    
    
    //获取Class的实例的方式
    public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException {
    
    
        //方式一:调用运行时类的属性：.class
        //写死了，不灵活
        Class clazz1 = Person.class;
        System.out.println(clazz1);

        //方式二：通过运行时类的对象，调用getClass()
        //都有对象了，没必要反射
        Person p1 = new Person();
        Class clazz2 = p1.getClass();
        System.out.println(clazz2);

        //方式三：调用Class的静态方法：for(String classPath)
        //最常用  体现反射的动态性
        Class clazz3 = Class.forName("com.etime01.Person");
        System.out.println(clazz3);

        //方式四：使用类的加载器：ClassLoader(了解)
        ClassLoader classLoader = RefilectionTest.class.getClassLoader();
        Class clazz4 = classLoader.loadClass("com.etime01.Person");
        System.out.println(clazz4);

        System.out.println(clazz1==clazz2);//true
        System.out.println(clazz1==clazz3);//true
        System.out.println(clazz1==clazz4);//true
    }
}

Class实例可以是哪些结构的说明：

Class类不仅是运行时类，也可以是一些结构

public class RefilectionTest1 {
    public static void main(String[] args){
        //Class实例可以是哪些结构的说明：
        Class c1 = Object.class;
        Class c2 = Comparable.class;//接口
        Class c3 = String[].class;
        Class c4 = int[][].class;
        Class c5 = ElementType.class;//枚举类
        Class c6 = Override.class;//注解
        Class c7 = int.class;
        Class c8 = void.class;
        Class c9 = Class.class;

        int[] a = new int[10];
        int[] b = new int[100];
        Class c10 = a.getClass();
        Class c11 = b.getClass();
        //是要元素类型和维度一样，就是同一个Class
        System.out.println(c10 == c11);//true
    }
}

ClassLoader读取配置文件.properties

public class ClassLoadTest {
    
    
    public static void main(String[] args) throws Exception {
    
    
        Properties properties = new Properties();
        //读取配置文件方式一    此时的配置文件在当前的module下
//        FileInputStream fileInputStream = new FileInputStream("jdbc.properties");
//        properties.load(fileInputStream);

        //读取配置文件方式二：使用ClassLoader
        //配置文件默认为当前module下的src下
        //获取类加载器
        ClassLoader classLoader = ClassLoadTest.class.getClassLoader();
        //通过类加载器获得资源输入流
        InputStream resourceAsStream = classLoader.getResourceAsStream("jdbc.properties");
        //配置文件加载
        properties.load(resourceAsStream);

        String username = properties.getProperty("username");
        String password = properties.getProperty("password");
        System.out.println(username+"="+password);
    }
}

通过反射创建运行时类的对象（重点）

newInstance()方法

/**
 * 通过反射创建对应的运行时类的对象
 */
public class NewInstance {
    
    
    public static void main(String[] args) throws IllegalAccessException, InstantiationException {
    
    
        Class<Person> clazz = Person.class;
        /**
         * newInstance:调用此方法，调用运行时类的对象
         * 这里调用的是无参构造器
         * 要想此方法正常的创建运行时类的对象，要求：
         * 1.运行时类必须提供空参的构造器
         * 2.空参的构造器的访问权限得够。通常设置为public
         *
         * 在javabean中要求提供一个public的空参构造器。原因：
         * 1.便于通过反射，创建运行时类的对象
         * 2.便于子类继承此运行时类，默认调用super()时，保证父类有此构造器
         */
        Person obj = clazz.newInstance();
        System.out.println(obj);
    }
}

体会反射的动态性

//反射的动态性
public class NewInstance1 {
    
    
    public static void main(String[] args) throws Exception {
    
    
        int i = new Random().nextInt(3);
        String classPath="";
        switch (i){
    
    
            case 0:
                classPath="com.etime01.Person";
                break;
            case 1:
                classPath="java.util.Date";
                break;
            case 2:
                classPath="java.lang.Object";
                break;
        }
        Object instance = getInstance(classPath);
        System.out.println(instance);
    }
    /*
    创建一个指定类的对象
    classPath：指定类的全类名
     */
    public static Object getInstance(String classPath) throws Exception {
    
    
        Class clazz = Class.forName(classPath);
        return clazz.newInstance();
    }
}

获取运行时类的完整结构

获取属性

/**
 * 获取当前运行时类的属性结构
 */
public class FieldTest {
    
    
    public static void main(String[] args) {
    
    
        Class clazz = Person.class;
        //getFields():获取当前运行时类及其父类中public修饰的属性
        Field[] fields = clazz.getFields();
        for (Field f:fields){
    
    
            System.out.println(f);
        }
        System.out.println("---------------------");
        //getDeclaredFields():获取当前运行时类中声明的所有属性 （不包含父类中声明的属性）
        Field[] declaredFields = clazz.getDeclaredFields();
        for (Field f:declaredFields){
    
    
            System.out.println(f);
        }
    }
}

获取属性的各种结构（了解）

/**
 * 获取当前运行时类的属性结构
 */
public class FieldTest02 {
    
    
    public static void main(String[] args) {
    
    
        Class clazz = Person.class;
        Field[] declaredFields = clazz.getDeclaredFields();
        //获取属性结构的权限修饰符   数据类型   变量名
        for (Field f:declaredFields){
    
    
            //1.权限修饰符
            //返回的int类型的数字
            //常见的 0代表默认  1代表public 2代表private  4代表protected  8代表static
            int modifier = f.getModifiers();
            System.out.println(modifier);
            //2.数据类型
            Class type = f.getType();
            System.out.println(type.getName());//如果没有.getName()方法，得到的就是一个类，不是你想要的得到的东西
            //3.变量名
            String name = f.getName();
            System.out.println(name);
        }
    }

获取方法

public class MethodTest {
    
    
    public static void main(String[] args) {
    
    
        Class clazz = Person.class;
        //getMethods()：获取当前运行时类及其父类中public修饰的方法
        Method[] methods = clazz.getMethods();
        for (Method m:methods){
    
    
            System.out.println(m);
        }
        //getMethods()：获取当前运行时类中声明的所有方法（不包含父类中声明的方法）
        Method[] declaredMethods = clazz.getDeclaredMethods();
        for (Method m:declaredMethods){
    
    
            System.out.println(m);
        }
    }
}

获取方法的各种结构（了解）

public class MethodTest02 {
    
    
    public static void main(String[] args) {
    
    
        //获取权限修饰符  返回值类型  方法名(参数类型1  形参1，...)
        Class clazz = Person.class;
        Method[] declaredMethods = clazz.getDeclaredMethods();
        for (Method m:declaredMethods){
    
    
            //1.getAnnotations():获取方法声明的注解
            Annotation[] annotations = m.getAnnotations();
            for (Annotation a : annotations){
    
    
                System.out.println(a);
            }
            //2.getModifiers():获取权限修饰符
            //Modifier 修饰符
            int modifiers = m.getModifiers();
            System.out.println(Modifier.toString(modifiers));
            //3.getReturnType():获取返回值类型
            Class returnType = m.getReturnType();
            String name = returnType.getName();//如果没有.getName()方法，得到的就是一个类，不是你想要的得到的东西
            System.out.println(name);
            //4.getName():获取方法名
            String name1 = m.getName();
            System.out.println(name1);
            //5.getParameterTypes():形参列表
            //parameter 参数
            Class[] parameterTypes = m.getParameterTypes();
            if (!(parameterTypes==null&&parameterTypes.length==0)){
    
    
                for (Class c : parameterTypes){
    
    
                    System.out.println(c.getName());//如果没有.getName()方法，得到的就是一个类，不是你想要的得到的东西
                }
            }
            //6.getExceptionTypes():抛出的异常
            Class[] exceptionTypes = m.getExceptionTypes();
            for (Class c: exceptionTypes){
    
    
                System.out.println(c.getName());
            }

        }
    }
}

获取构造器结构

public class OtherTest {
    
    
    public static void main(String[] args) throws Exception {
    
    
        Class clazz = Person.class;
        //getConstructors():获取当前运行时类中声明为public的构造器
        Constructor[] constructor = clazz.getConstructors();
        for (Constructor c: constructor){
    
    
            System.out.println(c);
        }
        System.out.println();
        //getDeclaredConstructors():获取当前运行时类中声明的所有的构造器
        Constructor[] declaredConstructors = clazz.getDeclaredConstructors();
        for (Constructor c: declaredConstructors){
    
    
            System.out.println(c);
        }
    }
}

获取父类，父类的泛型（比较重要）

功能性代码：需要的时候直接复制就可以了

public class OtherTest02 {
    
    
    public static void main(String[] args) {
    
    
        Class clazz = Person.class;
        //获取运行时类的父类
        Class superclass = clazz.getSuperclass();
        System.out.println(superclass.getName());
        //获取运行时类的带泛型的父类  Generic通用
        Type genericSuperclass = clazz.getGenericSuperclass();
        System.out.println(genericSuperclass);
        //获取运行时类的带泛型的父类的泛型  Parameter参数
        //先强转成ParameterizedType
        ParameterizedType parameterizedType = (ParameterizedType)genericSuperclass;
        Type[] actualTypeArguments = parameterizedType.getActualTypeArguments();//Actual:实际  Argument:参数
        for (Type t : actualTypeArguments){
    
    
            System.out.println(t.getTypeName());
        }
    }
}

获取接口（动态代理中会用到）

public class InterfaceTest {
    
    
    public static void main(String[] args) {
    
    
        Class clazz = Person.class;
        //获取当前运行时类实现的接口
        Class[] interfaces = clazz.getInterfaces();
        for (Class c : interfaces){
    
    
            System.out.println(c);
        }
        System.out.println();
        //获取当前运行时类的父类实现的接口
        Class superclass = clazz.getSuperclass();
        Class[] interfaces1 = superclass.getInterfaces();
    }
}

获取包

public class PackageTest {
    
    
    public static void main(String[] args) {
    
    
        Class clazz = Person.class;
        //获取运行时类所在的包
        Package aPackage = clazz.getPackage();
    }
}

获取注解

通过反射读取注解的内容，根据内容判定需要做什么后续的操作

public class AnnotationTest {
    
    
    public static void main(String[] args) {
    
    
        Class clazz = Person.class;
        //获取运行时类声明的注解
        Annotation[] annotations = clazz.getAnnotations();
        for (Annotation a : annotations){
    
    
            System.out.println(a);
        }
    }
}

调用运行时类的指定结构（重点）

这里的指定结构，主要是属性，方法，构造器，重点是方法

获取，设置属性（需要掌握）

/**
 * 如何操作运行时类中的属性  需要掌握
 */
public class ReflectionTest {
    
    
    public static void main(String[] args) throws Exception {
    
    
        Class clazz = Person.class;
        //创建运行时类的对象
        Person person = (Person) clazz.newInstance();
        //获取指定的属性：要求运行时类中属性声明为public   非静态的属性需要依托于对象才能修改值  所以创建一个对象
        //所以通常不采用此方法
        //Field id = clazz.getField("id");

        //1.getDeclaredField():获取运行时类中指定变量名的属性
        Field name = clazz.getDeclaredField("name");
        //2.设置当前属性是可访问的
        name.setAccessible(true);
        /*
        设置当前属性的值
        set（）：参数1：指明设置哪个对象的属性   参数2：将此属性值设置为多少
         */
        //3.获取，设置指定对象的此属性值
        name.set(person, "lbc");
        /*
        获取当前属性的值
        get（）：参数1：获取哪个对象的当前属性值
         */
        name.get(person);
    }
}

调用方法（需要掌握）

/**
 * 如何操作运行时类中的方法   需要掌握
 */
public class ReflectionTest02 {
    
    
    public static void main(String[] args) throws Exception {
    
    
        Class clazz = Person.class;
        //创建运行时类的对象
        Person person = (Person) clazz.newInstance();
        /*
        1.获取指定的某个方法
        getDeclaredMethod():参数1：指明方法的名称，参数2：指明方法的形参列表
         */
        Method show = clazz.getDeclaredMethod("show", String.class);
        //2.设置方法可用
        show.setAccessible(true);
        /*
        invoke():参数1：方法调用者，参数2：给方法形参赋值的实参
        invoke 调用
        invoke()方法的返回值即为对应类中调用的方法的返回值，没有返回值invoke（）返回null
         */
        show.invoke(person, "CHN");

        //调用静态方法
        Method showDesc = clazz.getDeclaredMethod("showDesc");
        showDesc.setAccessible(true);
        //静态方法传类或者null就可以了
        //showDesc.invoke(null);
        showDesc.invoke(Person.class);
    }
}

调用构造器

/**
 * 如何操作运行时类中的构造器
 */
public class ReflectionTest03 {
    
    
    public static void main(String[] args) throws Exception {
    
    
        Class clazz = Person.class;
        /*
        1.获取指定的构造器
        getDeclaredConstructor（）：参数：指明构造器的参数列表
         */
        Constructor declaredConstructor = clazz.getDeclaredConstructor(String.class);
        //2.设置可以访问
        declaredConstructor.setAccessible(true);
        //3.调用构造器创建运行时类的对象
        Person lbc = (Person) declaredConstructor.newInstance("lbc");
        System.out.println(lbc);
    }
}

动态代理

反射的应用：动态代理

类加载器

类加载器作用：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为方法区的运行时数据结构，然后在堆中生成一个代表这个类的java.lang.Class对象，作为方法区中类数据的访问入口

一个类的生命周期：加载，连接，初始化。连接中分验证，准备，解析

类加载到内存中需要使用类加载器

根类加载器 Bootstrap

扩展类加载器Extension 继承根类加载器

系统类加载System（应用类加载器） 继承扩展类加载器

自定义类加载器ClassLoader 继承系统类加载器

双亲委派机制:

如果需要classLoader加载一个类时，该classLoader先委托自己的父加载器先去加载这个类，若父加载器能够加载，则由父加载器加载，否则才又classLoader自己加载这个类。真正加载类的加载器我们叫作启动类加载器。双亲委派机制的父子关系并非面向对象程序设计中的继承关系，而是通过组合模式来复用父类加载器代码

双亲委派机制的好处：

可以避免类的重读加载，当父类加载器已经加载了该类，就没有必要子ClassLoader再加载一次。

考虑到安全因素，Java核心API中定义类型不会被随意替换，假设通过网络传递一个名为java.lang.Object的类，通过双亲委派模式传递到启动类加载器，而启动类加载器在核心Java API发现这个名字的类，发现该类已被加载，并不会重新加载网络传递火来的java.lang.Object，而直接返回以加载过的Object.class，这样可以防止核心API库被随意篡改

所有的加载器 除了根类加载器都必须继承java.lang.ClassLoader。它是一个抽象类，

主要方法loadClass，findClass自定义类加载器时，一般覆盖这个方法，defineClass，resolveClass

URLClassLoader

自定义类加载器

1. 继承ClassLoader
2. 覆盖findClass方法

自定义文件类加载器

public class MyFileClassLoader extends ClassLoader {
    
    
    private String directory;//被加载类所在的目录

    public MyFileClassLoader(String directory) {
    
    
        this.directory = directory;
    }

    public MyFileClassLoader(ClassLoader parent, String directory) {
    
    
        super(parent);
        this.directory = directory;
    }

    @Override
    protected Class<?> findClass(String name) throws ClassNotFoundException{
    
    
        //把类名转化为目录
        //D:/com/
        String file = directory+ File.separator+name.replace(".",File.separator)+".class";
        //构建输入流
        InputStream in = null;
        try {
    
    
            in = new FileInputStream(file);
        } catch (FileNotFoundException e) {
    
    
            e.printStackTrace();
        }
        //构建字节输出流
        ByteArrayOutputStream byteArrayOutputStream = new ByteArrayOutputStream();
        byte[] buf = new byte[1024];
        int len=0;
        while(true){
    
    
            try {
    
    
                if (!((len=in.read(buf))!=-1)) break;
            } catch (IOException e) {
    
    
                e.printStackTrace();
            }
            //得到字节码的二进制数据
            byteArrayOutputStream.write(buf, 0, len);
        }
        byte data[] = byteArrayOutputStream.toByteArray();
        try {
    
    
            in.close();
            byteArrayOutputStream.close();
        } catch (IOException e) {
    
    
            e.printStackTrace();
        }
        return defineClass(name, data, 0, data.length);
    }

    public static void main(String[] args) throws Exception{
    
    
        MyFileClassLoader myFileClassLoader = new MyFileClassLoader("F:\\JavaPractice\\Day1129");
        Class clazz = myFileClassLoader.loadClass("com.etime.Test01");
        clazz.newInstance();
    }
}

自定义网络类加载器

public class MyURLClassLoader extends ClassLoader{
    
    
    private String url;

    public MyURLClassLoader(String url) {
    
    //父类加载器还是系统类加载器
        this.url = url;
    }

    @Override
    protected Class<?> findClass(String name) throws ClassNotFoundException {
    
    
        String path = url+"/"+name.replace(".","/")+".class";
        URL url = null;
        try {
    
    
            url = new URL(path);
        } catch (MalformedURLException e) {
    
    
            e.printStackTrace();
        }
        InputStream in = null;
        try {
    
    
            in = url.openStream();
        } catch (IOException e) {
    
    
            e.printStackTrace();
        }
        //构建字节输出流
        ByteArrayOutputStream byteArrayOutputStream = new ByteArrayOutputStream();
        byte[] buf = new byte[1024];
        int len=0;
        while(true){
    
    
            try {
    
    
                if (!((len=in.read(buf))!=-1)) break;
            } catch (IOException e) {
    
    
                e.printStackTrace();
            }
            //得到字节码的二进制数据
            byteArrayOutputStream.write(buf, 0, len);
        }
        byte data[] = byteArrayOutputStream.toByteArray();
        try {
    
    
            in.close();
            byteArrayOutputStream.close();
        } catch (IOException e) {
    
    
            e.printStackTrace();
        }
        return defineClass(name, data, 0, data.length);
    }

    public static void main(String[] args) {
    
    
        MyURLClassLoader myURLClassLoader = new MyURLClassLoader("http://localhost:8080/examples");
        Class clazz = null;
        try {
    
    
            clazz = myURLClassLoader.loadClass("com.etime.Test01");
        } catch (ClassNotFoundException e) {
    
    
            e.printStackTrace();
        }
        try {
    
    
            clazz.newInstance();
        } catch (InstantiationException e) {
    
    
            e.printStackTrace();
        } catch (IllegalAccessException e) {
    
    
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

热部署类加载器

让同一个class文件被不同的类加载器重复加载即可。但是不能调用loadClass方法，而应该抵用findClass方法，避开双亲委派机制，从而实现同一个类被多次加载，实现热部署
data, 0, data.length);
}

public static void main(String[] args) {
    MyURLClassLoader myURLClassLoader = new MyURLClassLoader("http://localhost:8080/examples");
    Class clazz = null;
    try {
        clazz = myURLClassLoader.loadClass("com.etime.Test01");
    } catch (ClassNotFoundException e) {
        e.printStackTrace();
    }
    try {
        clazz.newInstance();
    } catch (InstantiationException e) {
        e.printStackTrace();
    } catch (IllegalAccessException e) {
        e.printStackTrace();
    }
}

}

热部署类加载器

让同一个class文件被不同的类加载器重复加载即可。但是不能调用loadClass方法，而应该抵用findClass方法，避开双亲委派机制，从而实现同一个类被多次加载，实现热部署