一、Java反射机制概述
1、Java反射机制研究及应用
-
Java反射机制提供的功能
- 在运行时判断任意一个对象所属的类
- 在运行时构造任意一个类的对象
- 在运行时判断任意一个类所具有的成员变量
- 在运行时获取泛型信息
- 在运行时调用任意一个对象的成员变量和方法
- 在运行时处理注解
- 生成动态代理
2、反射相关的主要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.Constructor:代表类的构造器
public class RefletionTest {
//反射之前，对于Person的操作
@Test
public void test1(){
// 1、创建Person对象
Person person1 = new Person("Tom",12);
//2、通过对象，调用其内部的属性、方法
person1.age = 10;
System.out.println(person1.toString());
person1.show();
//在Person类的外部，不可以通过Person类的对象调用其内部私有结构
//比如：私有属性 name 私有方法 私有构造器
}
//反射之后,对Person的操作
@Test
public void test2() throws IllegalAccessException, InvocationTargetException, InstantiationException, NoSuchMethodException, NoSuchFieldException {
Class clazz = Person.class;
//1、通过反射，创建Person类的对象
Constructor constructor = clazz.getConstructor(String.class, int.class);
Object ton = constructor.newInstance("Ton", 50);
Person p = (Person) ton;
System.out.println(ton.toString());
//2、通过单设，调用对象指定的属性和方法
//调用属性
Field age = clazz.getDeclaredField("age");
age.set(p,10);
System.out.println(p.toString());
//调用方法
Method show = clazz.getDeclaredMethod("show");
show.invoke(p);
//通过反射，可以调用Person类中的室友结构。比如：私有的构造器、方法、属性
//调用私有的构造器
Constructor cons1 = clazz.getDeclaredConstructor(String.class);
cons1.setAccessible(true);
Person p1 = (Person) cons1.newInstance("jreey");
System.out.println(p1);
//调用私有的属性
Field name = clazz.getDeclaredField("name");
name.setAccessible(true);
name.set(p1,"hanmeiemi");
System.out.println(p1);
//调用私有的方法
Method showNation = clazz.getDeclaredMethod("showNation", String.class);
showNation.setAccessible(true);
String nation = (String) showNation.invoke(p1, "阿拉伯");
System.out.println(nation);
}
/*
* 疑问：通过直接new的方式或反射的凡是都可以调用公共结构，开发中到底用哪个？
* 建议：直接用new方式
* 什么时候会使用：反射的方式。反射的特征：动态性
*
* 疑问：反射机制与面向对象中的封装性是不是矛盾的？如何看待两个技术？
* 不矛盾。
* */
/*
* 关于java.lang.Class类的理解
* 1、类的加载过程：
* 程序经过javac.exe命令以后，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
* 此过程就称为类的加载。加载到内存中的类，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，会缓存一定时间。再此时间之内，我们可以通过不同的方式来获取此运行时类
*
* */
}
二、理解Class类并获取Class的实例
1、获取Class实例的四种方式
@Test
public void test3() throws ClassNotFoundException {
//方式一：调用运行时类的属性：.class
Class class1 = Person.class;
System.out.println(class1);
//方式二：通过运行时类的对象,调用getClass()
Person p1 = new Person();
Class class2 = p1.getClass();
System.out.println(class2);
//方式三、调用Class的静态方法：forName(String classPath)
Class class3 = Class.forName("com.java反射机制.Person");
System.out.println(class3);
System.out.println(class1 == class2);//true
System.out.println(class1 == class3);//true
//方式四、使用类的加载器：ClassLoader(了解)
ClassLoader classLoader = RefletionTest.class.getClassLoader();
Class<?> clazz4 = classLoader.loadClass("com.java反射机制.Person");
System.out.println(clazz4);
System.out.println(class1 == clazz4);
}
2、Class实例对应的结构说明
Class c1 = Object.class;
Class c2 = Comparable.class;
Class c3 = String[].class;
Class c4 = int[][].class;
Class c5 = ElementType.class;
Class c6 = Override.class;
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();
// 只要元素类型与维度一样，就是同一个Class
System.out.println(**c10 **== c11);//true
三、类加载与ClassLoader的理解
1、ClassLoder的理解
@Test
public void test1(){
//对于自定义类，使用系统类加载器进行加载
ClassLoader classLoader = ClassLoaderTest.class.getClassLoader();
System.out.println(classLoader);
//调用系统类加载器的getParent()：获取扩展类加载器
ClassLoader classLoader1 = classLoader.getParent();
System.out.println(classLoader1);
//调用扩展类加载器的getParent()：无法获取引导类加载器
//引导类加载器只要负责加载java的核心类库，无法加载自定义类的
ClassLoader classLoader2 = classLoader1.getParent();
System.out.println(classLoader2);
}
2、使用ClassLoder加载配置文件
/*
* Properties：用来读取配置文件
* */
@Test
public void test2() throws IOException {
Properties pros = new Properties();
//此时的文件的默认在当前的model下
//读取配置文件的方式一
// FileInputStream fis = new FileInputStream("jdbc.properties");
// pros.load(fis);
//读取配置文件的方式二
//此时的文件的默认在当前的model的src下
ClassLoader classLoader = ClassLoaderTest.class.getClassLoader();
InputStream is = classLoader.getResourceAsStream("jdbc1.properties");
pros.load(is);
String name = pros.getProperty("name");
String password = pros.getProperty("password");
System.out.println(name);
System.out.println(password);
}
四、创建运行时类的对象
/*
*通过反射创建对应的运行时类的对象
* */
public class NewInstanceTest {
@Test
public void test1() throws IllegalAccessException, InstantiationException {
Class clazz = Person.class;
/*
* newInstance():调用此方法，创建对应的运行时类的对象
* 内部调用了运行时类的空参构造期
*
* 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构造期
* 2、空参构造期的访问权限得够。通常设置为public
*
* 通常在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 o = (Person) clazz.newInstance();
System.out.println(o);
}
//体会反射的动态性
@Test
public void test2(){
int num = new Random().nextInt(3);//0,1,2
String classPath = "";
switch(num){
case 0:
classPath = "java.util.Date";
break;
case 1:
classPath = "java.sql.Date";
break;
case 2:
classPath = "com.java反射机制.Person";
}
try {
Object instance = getInstance(classPath);
System.out.println(instance);
} catch (ClassNotFoundException e) {
e.printStackTrace();
} catch (IllegalAccessException e) {
e.printStackTrace();
} catch (InstantiationException e) {
e.printStackTrace();
}
}
/*
* 创建一个指定类的对象
* classPath:指定类的全类名
* */
public Object getInstance(String classPath) throws ClassNotFoundException, IllegalAccessException, InstantiationException {
Class clazz = Class.forName(classPath);
return clazz.newInstance();
}
@Test
public void test3(){
File file = new File("校准壁纸.png");
System.out.println(file.getPath());
}
}
五、获取运行时类的完整结构
1、获取运行时类属性
public class FieldTest {
/*
* 获取运行时类的属性结构
* */
@Test
public void test1(){
Class clazz = Creat.class;
//获取属性机构
//getFields():获取当前运行时类及其父类中声明为public访问权限的属性
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);
}
}
//权限修饰符 数据类型 变量名
@Test
public void test2(){
Class clazz = Creat.class;
Field[] declaredFields = clazz.getDeclaredFields();
for(Field f:declaredFields){
//1、权限修饰符
int modifiers = f.getModifiers();
System.out.print(modifiers+"---");
System.out.print(Modifier.toString(modifiers)+" ");
//2、数据类型
Class type = f.getType();
System.out.print(type.getName()+" ");
//3、变量名
String name = f.getName();
System.out.println(name+" ");
}
}
}
2、获取运行时类方法
public class MothodTest {
@Test
public void test1(){
Class clazz = Creat.class;
//getMethods()：获取当前运行时类及其所有父类中声明为public权限的方法
Method[] methods = clazz.getMethods();
for(Method mothod : methods) {
System.out.println(mothod);
}
System.out.println();
//getDeclaredMethods():获取当前运行时类中声明的所有方法（不包含父类中的方法）
Method[] declaredMethods = clazz.getDeclaredMethods();
for(Method mothod : declaredMethods) {
System.out.println(mothod);
}
}
//权限修饰符 返回值类型 方法名（参数类型1 形参1，...) throws XxxException{}
@Test
public void test2(){
Class clazz = Creat.class;
Method[] declaredMethods = clazz.getDeclaredMethods();
for(Method mothod : declaredMethods) {
//1、获取方法名
System.out.print(mothod.getName()+" ");
//2、获取形参列表
System.out.print("(");
Class[] parameterTypes = mothod.getParameterTypes();
if(!(parameterTypes == null && parameterTypes.length == 0)){
for(int i = 0; i < parameterTypes.length; i++){
System.out.print("形参:"+parameterTypes[i].getName()+" _args_"+i+",");
System.out.print(" ");
}
}
System.out.print(")");
//3、、获取方法声明的注解
Annotation[] annotations = mothod.getAnnotations();
for(Annotation a:annotations){
System.out.print("获取注解；"+a +" ");
}
//4、权限修饰符
System.out.print("获取修饰符:"+Modifier.toString(mothod.getModifiers())+" ");
//5、返回值类型
System.out.print(mothod.getReturnType().getName()+" ");
//6、抛出的异常
Class[] exceptionTypes = mothod.getExceptionTypes();
if(!(exceptionTypes == null && exceptionTypes.length == 0)){
System.out.print("throws ");
for(int i = 0; i < exceptionTypes.length; i++){
System.out.print(exceptionTypes[i].getName()+",");
}
}
System.out.println();
}
}
}
3、获取运行时类构造器
/*
* 获取构造器
* */
@Test
public void test1(){
Class clazz = Creat.class;
//getConstructors():获取当前运行时类中声明为public的构造器
Constructor[] constructors = clazz.getConstructors();
for(Constructor c :constructors){
System.out.println(c);
}
System.out.println();
//getDeclaredConstructors():获取运行时类中声明的所有构造器
Constructor[] declaredConstructors = clazz.getDeclaredConstructors();
for(Constructor c :declaredConstructors){
System.out.println(c);
}
}
4、获取运行时类父类
/*
* 获取运行时类的父类
* */
@Test
public void test2(){
Class clazz = Creat.class;
Class superclass = clazz.getSuperclass();
System.out.println(superclass);
}
/*
* 获取运行时类带泛型的父类
* */
@Test
public void test3(){
Class clazz = Creat.class;
Type type = clazz.getGenericSuperclass();
System.out.println(type);
}
/*
* 获取运行时类带泛型的父类的泛型
* */
@Test
public void test4(){
Class clazz = Creat.class;
Type type = clazz.getGenericSuperclass();
ParameterizedType parameterizedType = (ParameterizedType) type;
//获取泛型类型
Type[] actualTypeArguments = parameterizedType.getActualTypeArguments();
for(Type t:actualTypeArguments){
System.out.println(t.getTypeName());
}
System.out.println(type);
}
5、获取运行时类接口
/*
* 获取运行时类的接口
* */
@Test
public void test5(){
Class clazz = Creat.class;
//获取运行时类的接口
Class[] interfaces = clazz.getInterfaces();
for(Class c:interfaces){
System.out.println(c);
}
System.out.println();
//获取运行时类父类的接口
Class[] interfaces1 = clazz.getSuperclass().getInterfaces();
for(Class c:interfaces1){
System.out.println(c);
}
}
6、获取运行时类所在包
/*
* 获取运行时类所在的包
* */
@Test
public void test6(){
Class clazz = Creat.class;
Package pack = clazz.getPackage();
System.out.println(pack);
}
7、获取运行时类声明的注解
/*
* 获取运行时类声明的注解
* */
@Test
public void test7(){
Class clazz = Creat.class;
Annotation[] annotations = clazz.getAnnotations();
for(Annotation a : annotations){
System.out.println(a);
}
}
六、调用运行时类的指定结构
1、调用运行时类指定的属性
/*
* 调用运行时类指定的结构：属性、方法、构造器
* */
public class ReflectionTest {
@Test
public void testField() throws NoSuchFieldException, IllegalAccessException, InstantiationException {
Class clazz = Creat.class;
//创建运行时类的对象
Creat creat = (Creat) clazz.newInstance();
//获取指定的属性 要求运行时类中声明的属性为public
//通常不采用此方法
Field id = clazz.getField("id");
/*
*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：将此属性设置为多少
* */
id.set(creat,12);
//获取当前属性的值
int str= (int) id.get(creat);
System.out.println(str);
}
/*
* 如何操作运行时类中指定的属性--需要掌握
* */
@Test
public void test2() throws NoSuchFieldException, IllegalAccessException, InstantiationException {
Class clazz = Creat.class;
//创建运行时类的对象
Creat creat = (Creat) clazz.newInstance();
//1、getDeclaredField(String fieldName):获取运行时类中指定变量名的属性
Field name = clazz.getDeclaredField("name");
//2、保证当前属性可访问
name.setAccessible(true);
//3、获取、设置指定对象的此属性
name.set(creat,"jdioasjd");
String str = (String) name.get(creat);
System.out.println(str);
}
}
2、调用运行时类指定的方法
/*
* 如何操作运行时类中指定的方法
* */
@Test
public void test3() throws IllegalAccessException, InstantiationException, NoSuchMethodException, InvocationTargetException {
Class clazz = Creat.class;
//创建运行时类的对象
Creat creat = (Creat) clazz.newInstance();
//1、获取指定的某个方法
//getDeclaredMethod():
// 参数1：指明获取方法的名称
// 参数2：指明获取方法的形参列表
Method show = clazz.getDeclaredMethod("show", String.class);
//2、保证当前方法是可执行的
show.setAccessible(true);
/*
* invoke():参数1：方法的调用者 参数2：方法形参赋值的实参
* invoke()方法的返回值即为对应类中调用的方法的返回值
* */
Object returnValue = show.invoke(creat, "guojia");
System.out.println(returnValue);
System.out.println("********如何调用静态犯法********");
// private static String abc(String name){
Method declaredMethod = clazz.getDeclaredMethod("abc", String.class);
declaredMethod.setAccessible(true);
//如果调用运行时类中的方法没有返回值，则此invoke返回null
Object o = declaredMethod.invoke(Creat.class, "调用静态方法");
System.out.println(o);
}
7、调用运行时类指定的构造器
/*
* 如何调用运行时类中的指定构造器
* */
@Test
public void test5() throws NoSuchMethodException, IllegalAccessException, InvocationTargetException, InstantiationException {
Class clazz = Creat.class;
// private Creat(String name) 调用此构造器
/*1、获取指定的构造器
* getDeclaredConstructor():参数：指明构造器的参数列表
* */
Constructor constructor = clazz.getDeclaredConstructor(String.class);
//2、保证此构造器是可访问的
constructor.setAccessible(true);
//3、调用此构造器创建运行时类的对象
Object o = constructor.newInstance("我的那么");
System.out.println(o);
}
七、反射的应用：动态代理
1、静态代理
package com.java反射机制.动态代理;
/*
* 静态代理的举例
*
* 特点：代理类和被代理类在编译期间，就确定下来了
* */
interface ClothFactory{
void produceCloth();
}
//代理类
class ProxyClothFactory implements ClothFactory{
private ClothFactory factory;//用被代理类的对象进行实例化
public ProxyClothFactory(ClothFactory factory) {
this.factory = factory;
}
@Override
public void produceCloth() {
System.out.println("代理工厂做一些准备工作");
factory.produceCloth();
System.out.println("代理工厂做一些后续的收尾工作");
}
}
//被代理类
class NikeClothFactory implements ClothFactory{
@Override
public void produceCloth() {
System.out.println("Nike工厂生产一批运动服");
}
}
public class StaticProxyTest {
public static void main(String[] args) {
//创建被代理类对象
NikeClothFactory nike = new NikeClothFactory();
//创建代理类对象
ProxyClothFactory factory = new ProxyClothFactory(nike);
factory.produceCloth();
}
}
2、动态代理
package com.java反射机制.动态代理;
import java.lang.reflect.InvocationHandler;
import java.lang.reflect.Method;
import java.lang.reflect.Proxy;
/*
* 动态代理的举例
* */
interface Human{
String getBelief();
void eat(String food);
}
//被代理类
class SuperMan implements Human{
@Override
public String getBelief() {
return "I believe superMan";
}
@Override
public void eat(String food) {
System.out.println("我喜欢吃"+food);
}
}
//代理类
/*
* 要想实动态代理，需要解决的问题
* 问题一：如何根据加载到内存中的被代理类，动态的创建一个代理类及其对象
* 问题二：当通过代理类的对象调用方法时，如何动态地去调用被代理类中的同名方法
*
* */
class ProxyFactory{
//调用此方法，返回一个代理类的对象。解决问题一
public static Object getProxyInstance(Object obj){//obj:被代理类的对象
MyInvocationHandler handler = new MyInvocationHandler();
handler.bind(obj);
return Proxy.newProxyInstance(obj.getClass().getClassLoader(), obj.getClass().getInterfaces(),handler);
}
}
class MyInvocationHandler implements InvocationHandler {
private Object obj;//需要使用被代理类的对象进行赋值
public void bind(Object obj){
this.obj = obj;
}
//当我们通过代理类的对象，调用此方法a时，就会自动的调用如下的方法：invoke()
//将被代理类要执行的方法a的功能生命在invoke()中
@Override
public Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args) throws Throwable {
//method:即为代理类调用的方法，此方法也就作为了被代理类对象要调用的方法
//obj:被代理类对象
Object invoke = method.invoke(obj, args);
//上述方法的返回值就作为当
return invoke;
}
}
public class ProxyTest {
public static void main(String[] args) {
SuperMan superMan = new SuperMan();
//proxyInstance:代理类的对象
Human proxyInstance = (Human) ProxyFactory.getProxyInstance(superMan);
//当通过代理了i对象调用方法时，会自动地调用被代理类中同名的方法
String belief = proxyInstance.getBelief();
System.out.println(belief);
proxyInstance.eat("四川麻辣烫");
}
}