JavaSE进阶30 - 反射机制

反射机制

/*
1、反射机制有什么用？
	通过java语言中的反射机制可以操作字节码文件。
	优点类似于黑客。（可以读和修改字节码文件。）
	通过反射机制可以操作代码片段。（class文件。）
2、反射机制的相关类在哪个包下？
	java.lang.reflect.*;
3、反射机制相关的重要的类有哪些？
	java.lang.Class：代表整个字节码，代表一个类型，代表整个类。
	java.lang.reflect.Method：代表字节码中的方法字节码，代表类中的方法。
	java.lang.reflect.Constructor：代表字节码中的构造方法字节码，代表类中的构造方法。
	java.lang.reflect.Field：代表字节码中的属性字节码，代表类中的成员变量（静态变量和实例变量）。
	
	java.lang.Class:
		public class User{
			// Field
			int no;
			// Constructor
			public User(){
			}
			public User(int no){
				this.no = no;
			}
			// Method
			public void setNo(int no){
				this.no = no;
			}
			public int getNo(){
				return no;
			}
		}
*/

获取Class的三种方式

package com.bjpowernode.javase.reflect;

import java.util.Date;

/**
 * 要操作一个类的字节码，需要首先获取到这个类的字节码，怎么获取java.lang.Class实例？
 *      三种方式
 *          第一种：Class c = Class.forName("完整类名带包名");
 *          第二种：Class c = 对象.getClass();
 *          第三种：Class c = 任何类型.class;
 */
public class ReflectTest01 {
    
    
    public static void main(String[] args) {
    
    
        /*
        Class.forName()
            1、静态方法。
            2、方法的参数是一个字符串。
            3、字符串需要的是一个完整类名。
            4、完整类名必须带有包名。java.lang包也不能省略。
         */
        Class c1 = null;
        Class c2 = null;
        try {
    
    
            // c1代表String.class文件，或者说c1代表String类型。
            c1 = Class.forName("java.lang.String");
            // c2代表Date类型
            c2 = Class.forName("java.util.Date");
            // c3代表Integer类型
            Class c3 = Class.forName("java.lang.Integer");
            // c4代表System类型
            Class c4 = Class.forName("java.lang.System");
        } catch (ClassNotFoundException e) {
    
    
            e.printStackTrace();
        }

        // java中任何一个对象都有一个方法：getClass()
        String s = "abc";
        Class x = s.getClass();// x代表String.class字节码文件，x代表String类型。
        System.out.println(c1 == x); // true(==判断的是对象的内存地址)

        Date time = new Date();
        Class y = time.getClass();
        System.out.println(c2 == y); // true (c2和y两个变量中保存的内存地址都是一样的，都指向方法区中的Date.class字节码文件)

        // 第三种方式：java语言中任何一种类型，包括基本数据类型，它都有.class属性。
        Class z = String.class; // z代表String类型
        Class k = Date.class; // k代表Date类型
        Class f = int.class; // f代表int类型
        Class e = double.class; // e代表double类型
        System.out.println(x == z); // true
    }
}

通过反射实例化对象

package com.bjpowernode.javase.bean;

public class User {
    
    
    public User(){
    
    
        System.out.println("无参数构造方法");
    }

    // 定义了有参数的构造方法，无参数构造方法就没了。
    public User(String s){
    
    

    }
}

package com.bjpowernode.javase.reflect;

import com.bjpowernode.javase.bean.User;

/**
 * 获取到Class，能干什么？
 *      通过Class的newInstance()方法来实例化对象。
 *      注意：newInstance()方法内部实际上调用了无参数构造方法，必须保证无参构造存在才可以。
 */
public class ReflectTest02 {
    
    
    public static void main(String[] args) {
    
    

        // 这是不使用反射机制，创建对象。
        User user = new User();
        System.out.println(user);

        // 下面这段代码是使用反射机制的方式创建对象。
        try {
    
    
            // 通过反射机制获取Class，通过Class来实例化对象
            Class c = Class.forName("com.bjpowernode.javase.bean.User");

            // newInstance()这个方法会调用User这个类的无参数构造方法，完成对象的创建。
            // 重点：newInstance()调用的是无参构造，必须保证无参构造是存在的！
            Object obj = c.newInstance();

            System.out.println(obj);// com.bjpowernode.javase.bean.User@4554617c
        } catch (ClassNotFoundException e) {
    
    
            e.printStackTrace();
        } catch (IllegalAccessException e) {
    
    
            e.printStackTrace();
        } catch (InstantiationException e) {
    
    
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

通过读属性文件实例化对象

package com.bjpowernode.javase.reflect;

import java.io.FileReader;
import java.util.Properties;

/*
验证反射机制的灵活性。
    java代码写一遍，在不改变java源代码的基础之上，可以做到不同对象的实例化。
    非常之灵活。（符合OCP开闭原则：对扩展开放，对修改关闭。）

 后期要学习的是高级框架，而工作过程中，也都是使用高级框架。
 包括：ssh ssm
    Spring SpringMVC MyBatis
    ...
    这些高级框架底层实现原理：都采用了反射机制，所以反射机制还是重要的。
    学会了反射机制有利于你理解剖析框架底层的源代码。
 */
public class ReflectTest03 {
    
    
    public static void main(String[] args) throws Exception {
    
    
        // 这种方式代码就写死了。只能创建一个User类型的对象
        // User user = new User();

        // 以下代码是灵活的，代码不需要改动，可以修改配置文件，配置文件修改后，可以创建出不同的实例对象。
        // 通过IO流读取classinfo.properties文件
        FileReader reader = new FileReader("reflect/classinfo2.properties");
        // 创建属性类对象Map
        Properties pro = new Properties();
        // 加载
        pro.load(reader);
        // 关闭流
        reader.close();

        // 通过key获取value
        String className = pro.getProperty("className");
        System.out.println(className);

        // 通过反射机制实例化对象
        Class c = Class.forName(className);
        Object obj = c.newInstance();
        System.out.println(obj);

    }
}

forName()作用

package com.bjpowernode.javase.reflect;

class MyClass{
    
    


    // 静态代码块在类加载时执行，并且只执行一次。
    static{
    
    
        System.out.println("MyClass类的静态代码块执行了！");
    }
}

package com.bjpowernode.javase.reflect;

/*
研究一下：Class.forName()发生了什么？
    记住，重点：
        如果你只是希望一个类的静态代码块执行，其他代码一律不执行，
        你可以使用：
            Class.forName("完整类名")
          这个方法的执行会导致类加载，类加载时，静态代码块执行。
提示：
    后面JDBC技术的时候我们还需要。
 */
public class ReflectTest04 {
    
    
    public static void main(String[] args) {
    
    
        try {
    
    
            // Class.forName()这个方法的执行会导致：类加载。
            Class.forName("com.bjpowernode.javase.reflect.MyClass");
        } catch (ClassNotFoundException e) {
    
    
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

获取类路径下文件的绝对路径

package com.bjpowernode.javase.reflect;

/**
 * 研究下文件路径的问题。
 *      怎么获取一个文件的绝对路径。以下讲解的这种方式是通用的。
 *      但前提是：文件需要在类路径下，才能用这种方式。
 */
public class AbsolutePath{
    
    
    public static void main(String[] args) throws Exception{
    
    
        // 这种方式的路径缺点是：移植性差，在IDEA中默认的当前路径是project的根。
        // 这个代码假设离开了IDEA，换到了其他位置，可能当前路径就不是project的根了，这时这个路径就无效了。
        //FileReader reader = new FileReader("reflect/classinfo2.properties");

        // 接下来说一种比较通用的一种路径，即使代码换位置了，仍然是通用的。
        // 注意：使用以下通用方式的前提是：这个文件必须在类路径下。
        // 什么是类路径下？凡是在src下的都是类路径下。【记住它】
        // src是类的根路径。

        /*
        * 解释：
        *   Thread.currentThread() 当前线程对象。
        *   getContextClassLoader() 是线程对象的方法，可以获取到当前线程的类加载器对象。
        *   getResource() 【获取资源】这是类加载器对象的方法，当前线程的类加载器默认从类的根路径下加载资源。
        *
        * */
        String path = Thread.currentThread().getContextClassLoader().getResource("classinfo2.properties").getPath();

        // 采用以上代码可以拿到一个文件的绝对路径。跨操作系统（比如linux系统）也可以使用。
        // /D:/Java/JavaSE/Projects/IdeaPro/advanced_24/out/production/reflect/classinfo2.properties
        System.out.println(path);

        // 获取db.properties文件的绝对路径：默认从类的根路径下(src)作为起点
        String path2 = Thread.currentThread().getContextClassLoader().getResource("com/bjpowernode/javase/bean/db.properties").getPath();
        // /D:/Java/JavaSE/Projects/IdeaPro/advanced_24/out/production/reflect/com/bjpowernode/javase/bean/db.properties
        System.out.println(path2);

    }
}

以流的形式直接返回

package com.bjpowernode.javase.reflect;

import sun.net.TelnetInputStream;

import java.io.FileReader;
import java.io.InputStream;
import java.util.Properties;

public class IoPropertiesTest {
    
    
    public static void main(String[] args) throws Exception{
    
    

        // 获取一个文件的绝对路径了！！！！
        /*String path = Thread.currentThread().getContextClassLoader()
                .getResource("classinfo2.properties").getPath();
        FileReader reader = new FileReader(path);*/

        // 直接以流的形式返回。
        InputStream reader = Thread.currentThread().getContextClassLoader().getResourceAsStream("classinfo2.properties");
        Properties pro = new Properties();
        pro.load(reader);
        // 通过key获取value
        String className = pro.getProperty("className");
        System.out.println(className);
    }
}

资源绑定器

package com.bjpowernode.javase.reflect;

import java.util.ResourceBundle;

/*
java.util包下提供了一个资源绑定器，便于获取属性配置文件中的内容。
使用以下这种方式的时候，属性配置文件xxx.properties必须放到类路径下。
 */
public class ResourceBundleTest {
    
    
    public static void main(String[] args) {
    
    
        // 资源绑定器只能绑定xxx.properties文件。并且这个文件必须在类路径下。文件扩展名也必须是properties。
        // 并且在写路径的时候，路径后面的扩展名不能写。
        //ResourceBundle bundle = ResourceBundle.getBundle("classinfo2");
        ResourceBundle bundle = ResourceBundle.getBundle("com/bjpowernode/javase/bean/db");

        String className = bundle.getString("className");
        System.out.println(className);
    }
}

反射Field（了解一下）

package com.bjpowernode.javase.reflect;

import java.lang.reflect.Field;
import java.lang.reflect.Modifier;

/*
反射Student类当中所有的Field（了解一下）
 */
public class ReflectTest05 {
    
    
    public static void main(String[] args) throws Exception{
    
    

        // 获取整个类
        Class studentClass = Class.forName("com.bjpowernode.javase.bean.Student");
        String className = studentClass.getName();
        System.out.println("完整类名" + className);
        String simpleName = studentClass.getSimpleName();
        System.out.println("简易名" + simpleName);

        // 获取类中所有的public修饰的Field
        Field[] fileds = studentClass.getFields();
        System.out.println(fileds.length); // 测试数据中只有1个元素
        // 取出这个Field
        Field f = fileds[0];
        // 取出这个Field它的名字
        String fieldName = f.getName();
        System.out.println(fieldName);

        System.out.println("---------------------------");
        // 获取所有的Filed
        Field[] fs = studentClass.getDeclaredFields();
        System.out.println(fs.length); // 4
        // 遍历
        for(Field field : fs){
    
    
            // 获取属性的修饰符列表
            int i = field.getModifiers(); // 返回的修饰的是一个数字，每个数字是修饰符的代号！！！
            System.out.println(i);
            // 将代号"数字"转换为"字符串"
            String modifierString = Modifier.toString(i);
            System.out.println(modifierString);
            // 获取属性的类型
            Class fieldType = field.getType();
            //String fName = fieldType.getName();
            String fName = fieldType.getSimpleName();
            System.out.println(fName);
            // 获取属性的名字
            System.out.println(field.getName());
        }
    }
}

反编译Field（了解一下）

package com.bjpowernode.javase.reflect;

// 通过反射机制，反编译一个类的属性Field（了解一下）

import java.lang.reflect.Field;
import java.lang.reflect.Modifier;

public class ReflectTest06 {
    
    
    public static void main(String[] args) throws Exception{
    
    

        // 创建这个是为了拼接字符串
        StringBuilder s = new StringBuilder();

        //Class studentClass = Class.forName("com.bjpowernode.javase.bean.Student");
        Class studentClass = Class.forName("java.lang.String");

        s.append(Modifier.toString(studentClass.getModifiers()) + " class " + studentClass.getSimpleName() + " {\n");

        Field[] fields = studentClass.getDeclaredFields();

        for(Field field : fields){
    
    
            s.append("\t");
            s.append(Modifier.toString(field.getModifiers()));
            s.append(" ");
            s.append(field.getType().getSimpleName());
            s.append(" ");
            s.append(field.getName());
            s.append(";\n");
        }

        s.append("}");
        System.out.println(s);
    }
}

通过反射机制访问对象属性（必须掌握）

package com.bjpowernode.javase.reflect;

import com.bjpowernode.javase.bean.Student;

import java.lang.reflect.Field;

/*
必须掌握：
    怎么通过反射机制访问一个java对象的属性？
    给属性赋值set
    获取属性的值get
 */
public class ReflectTest07 {
    
    
    public static void main(String[] args) throws Exception{
    
    

        // 我们不使用反射机制，怎么去访问一个对象的属性呢？
        Student s = new Student();
        // 给属性赋值
        s.no = 1111; // 三要素：给s对象的no属性赋值1111
                     // 要素1：对象
                     // 要素2：no属性
                     // 要素3：1111

        // 读属性值
        // 两个要素：获取s对象的no属性的值。
        System.out.println(s.no);

        // 使用反射机制，怎么去访问一个对象的属性。(set get)
        Class studentClass = Class.forName("com.bjpowernode.javase.bean.Student");
        Object obj = studentClass.newInstance(); // obj就是Student对象。（底层调用无参数构造方法）

        // 获取no属性（根据属性的名称获取Field）
        Field noField = studentClass.getDeclaredField("no");

        // 给obj对象（Student对象）的no属性赋值
        /*
        * 虽然使用了反射机制，但是三要素还是缺一不可：
        *   要素1：obj对象
        *   要素2：no属性
        *   要素3：2222值
        *   注意：反射机制让代码复杂了，但是为了一个“灵活”，这也是值得的。
        * */
        noField.set(obj, 2222); // 给obj对象的no属性赋值2222

        // 读取属性的值
        // 两个要素：获取obj对象的no属性的值。
        System.out.println(noField.get(obj));

        // 可以访问私有的属性吗？
        Field nameField = studentClass.getDeclaredField("name");

        // 打破封装(反射机制的缺点：打破封装，可能会给不法分子留下机会！！！)
        // 这样设置以后，在外部也是可以访问private的。
        nameField.setAccessible(true);

        // 给name属性赋值
        nameField.set(obj, "jackson");
        // 读取name属性的值
        System.out.println(nameField.get(obj));
    }
}

可变长度参数

package com.bjpowernode.javase.reflect;

/*
可变长度参数：
    int...args 这就是可变长度参数
    语法是：类型...（注意：一定是3个点。）

    1、可变长度参数要求的参数个数：0-N个。
    2、可变长度参数在参数列表中必须在最后一个位置上，而且可变长度参数只能有1个。
    3、可变长度参数可以当做一个数组来看待。
 */
public class ReflectTest08 {
    
    
    public static void main(String[] args) {
    
    
        m();
        m(10);
        m(10, 20);

        // 编译报错
        //m("abc");

        m2(100);
        m2(200, "abc");
        m2(200, "abc", "def");
        m2(200, "abc", "def", "xyz");

        m3("ab", "de", "kk");
        String[] strs = {
    
    "a", "b", "c"};
        // 也可以传1个数组
        m3(strs);

        m3(new String[]{
    
    "我", "是", "中", "国", "人"});

    }

    public static void m(int...args){
    
    
        System.out.println("m方法执行了！");
    }

    /*public static void m2(String...args, int...args2){

    }*/

    // 必须在最后，只能有1个
    public static void m2(int a, String...args){
    
    

    }


    public static void m3(String...args){
    
    
        // args有length属性，说明args是一个数组！
        // 可变长度参数可以当做一个数组来看待
        for(int i = 0; i < args.length; i ++){
    
    
            System.out.println(args[i]);
        }
    }
}

反射Method

package com.bjpowernode.javase.reflect;

import com.sun.org.apache.xpath.internal.operations.Mod;

import java.lang.reflect.Method;
import java.lang.reflect.Modifier;

/*
    反射Method
 */
public class ReflectTest09 {
    
    
    public static void main(String[] args) throws Exception{
    
    
        // 获取类了
        Class userServiceClass = Class.forName("com.bjpowernode.javase.service.UserService");
        // 获取所有Method（包括私有的）
        Method[] methods = userServiceClass.getDeclaredMethods();
        System.out.println(methods.length); // 2

        // 遍历methods
        for(Method method : methods){
    
    
            // 获取方法的修饰符列表
            System.out.println(Modifier.toString(method.getModifiers()));
            // 获取方法的返回值类型
            System.out.println(method.getReturnType().getSimpleName());
            // 获取方法名
            System.out.println(method.getName());
            // 方法的参数列表。（一个方法的参数可能有多个。）
            Class[] parameterTypes = method.getParameterTypes();
            for(Class parameterType : parameterTypes){
    
    
                System.out.println(parameterType.getSimpleName());
            }


        }
    }
}

反编译Method

package com.bjpowernode.javase.reflect;

import com.sun.org.apache.xpath.internal.operations.Mod;

import java.lang.reflect.Method;
import java.lang.reflect.Modifier;

/*
反编译Method
 */
public class ReflectTest10 {
    
    
    public static void main(String[] args) throws Exception{
    
    
        StringBuilder s = new StringBuilder();

        //Class userServiceClass = Class.forName("com.bjpowernode.javase.service.UserService");
        Class userServiceClass = Class.forName("java.lang.String");

        //s.append("public class UserService {");
        s.append(Modifier.toString(userServiceClass.getModifiers()) + " class " + userServiceClass.getSimpleName() + " {\n");

        Method[] methods = userServiceClass.getDeclaredMethods();
        for(Method method : methods){
    
    
            // public boolean login(String name, String password){}
            s.append("\t");
            s.append(Modifier.toString(method.getModifiers()));
            s.append(method.getReturnType().getSimpleName());
            s.append(" ");
            s.append(method.getName());
            s.append("(");
            // 参数列表
            Class[] parameterTypes = method.getParameterTypes();
            for(Class parameterType : parameterTypes){
    
    
                s.append(parameterType.getSimpleName());
                s.append(",");
            }
            // 去掉多出的一个逗号
            // 删除指定下标位置上的字符
            s.deleteCharAt(s.length() - 1);
            s.append("){}\n");
        }
        s.append("}");
        System.out.println(s);
    }
}

反射机制调用方法

package com.bjpowernode.javase.reflect;

import com.bjpowernode.javase.service.UserService;

import java.lang.reflect.Method;

/*
重点：必须掌握，通过反射机制怎么调用一个对象的方法？
    五颗星

    反射机制，让代码很具有通用性，可变化的内容都是写到配置文件当中。
    将来修改配置文件之后，创建的对象不一样了，调用的方法也不同了。
    但是java代码不需要做任何修改。这就是反射机制的魅力。
 */
public class ReflectTest11 {
    
    
    public static void main(String[] args) throws Exception{
    
    
        // 不使用反射机制，怎么调用方法
        // 创建对象
        UserService userService = new UserService();
        // 调用方法
        /*
         要素分析：
            要素1：对象userService
            要素2：Login方法名
            要素3：实际参数列表
            要素4：返回值
         */
        boolean loginSuccess = userService.login("admin", "123");
        System.out.println(loginSuccess); // true
        System.out.println(loginSuccess ? "登录成功" : "登录失败");

        // 使用反射机制来调用一个对象的方法该怎么做？
        Class userServiceClass = Class.forName("com.bjpowernode.javase.service.UserService");
        // 创建对象
        Object obj = userServiceClass.newInstance();
        // 获取Method
        Method loginMehod = userServiceClass.getDeclaredMethod("login", String.class, String.class);
        Method loginMehod2 = userServiceClass.getDeclaredMethod("login", int.class);
        // 调用方法
        // 调用方法有几个要素？也需要4要素。
        // 反射机制最最最最最最重要的一个方法，必须记住。
        // 四要素：
        /*
            LoginMethod方法
            obj对象
            "admin","123" 实参
            retValue 返回值
         */
        Object retValue = loginMehod.invoke(obj, "admin", "123");
        System.out.println(retValue);
    }
}

反射Constructor

package com.bjpowernode.javase.reflect;

import java.lang.reflect.Constructor;
import java.lang.reflect.Modifier;

/*
    反编译一个类的Constructor构造方法。
 */
public class ReflectTest12 {
    
    
    public static void main(String[] args) throws Exception{
    
    
        StringBuilder s = new StringBuilder();
        Class vipClass = Class.forName("com.bjpowernode.javase.bean.Vip");
        s.append(Modifier.toString(vipClass.getModifiers()));
        s.append(" class ");
        s.append(vipClass.getSimpleName());
        s.append(" {\n");

        // 拼接构造方法
        Constructor[] constructors = vipClass.getDeclaredConstructors();
        for(Constructor constructor : constructors){
    
    
            // public Vip(int no, String name, String birth) {
    
    
            s.append("\t");
            s.append(Modifier.toString(constructor.getModifiers()));
            s.append(" ");
            s.append(vipClass.getSimpleName());
            s.append("(");
            // 拼接参数
            Class[] parameterTypes = constructor.getParameterTypes();
            for(Class parameterType : parameterTypes){
    
    
                s.append(parameterType.getSimpleName());
                s.append(",");
            }
            if(parameterTypes.length > 0){
    
    
                // 删除最后下标位置上的字符
                s.deleteCharAt(s.length() - 1);
            }
            s.append("){}\n");
        }

        s.append("}");

        System.out.println(s);
    }
}

反射机制调用构造方法

package com.bjpowernode.javase.reflect;

import com.bjpowernode.javase.bean.Vip;

import java.lang.reflect.Constructor;

/*
    比上一个例子(ReflectTest12)重要一些！！！
    通过反射机制调用构造方法实例化java对象。（这个不是重点）
    Field
    Method
 */
public class ReflectTest13 {
    
    
    public static void main(String[] args) throws Exception{
    
    
        // 不使用反射机制怎么创建对象
        Vip vip1 = new Vip();
        Vip vip2 = new Vip(111);
        Vip vip3 = new Vip(122, "lisi");

        // 使用反射机制怎么创建对象呢？
        Class c = Class.forName("com.bjpowernode.javase.bean.Vip");
        // 调用无参数构造方法
        Object obj = c.newInstance();
        System.out.println(obj);
        // 第一步：调用有参数构造方法
        Constructor con = c.getDeclaredConstructor(int.class, String.class, String.class, boolean.class);
        // 第二步：调用构造方法new对象
        Object newObj = con.newInstance(110,"jackson","2000-03-21",true);
        System.out.println(newObj);

        // 获取无参数构造方法
        Constructor con2 = c.getDeclaredConstructor();
        Object newObj2 = con2.newInstance();
        System.out.println(newObj2);

    }
}

获取父类和父接口

package com.bjpowernode.javase.reflect;

/*
重点：给你一个类，怎么获取这个类的父类，已经实现了哪些接口？
 */
public class ReflectTest14 {
    
    
    public static void main(String[] args) throws Exception{
    
    

        // String举例
        Class stringClass = Class.forName("java.lang.String");

        // 获取String对象
        Class superClass = stringClass.getSuperclass();
        System.out.println(superClass.getName()); // java.lang.Object

        // 获取String类实现的所有接口（一个类可以实现多个接口。）
        Class[] interfaces = stringClass.getInterfaces();
        for(Class in : interfaces){
    
    
            System.out.println(in.getName());
        }
        /*
            java.io.Serializable
            java.lang.Comparable
            java.lang.CharSequence
         */
    }
}