Java多态与反射


多态通过分离做什么和怎么做,从另一个角度将接口与实现分离开来;通过多态来消除类型之间的耦合关系,在Java中,多态也叫动态绑定,后期绑定或运行时绑定,那么什么是方法绑定?

方法调用绑定:

将一个方法与调用同一个方法的主体关联起来被称为绑定;若在程序执行前进行绑定(由编译器和连接程序实现),叫做前期绑定;还有一种叫后期绑定,就是在运行时根据对象的类型进行绑定,也叫动态绑定或运行时绑定,也就是说,编译器不知道对象的类型,但是方法调用机制能找到正确的方法体;在Java中除了static方法和final方法之外,所有的其他方法都是后期绑定;

因此,Java中所有的方法都是通过动态绑定来实现多态的,但如果直接访问某个域,则这个访问就会在编译其进行解析;一般我们都通过将子类向上转型为父类来实现多态,父类可以是抽象类,只要子类实现到父类的所有抽象方法,就可以将子类转型为抽象的父类;Java里的抽象类本身是不能被实例化,但可以将子类的引用向上转型为抽象的父类。
如:

abstract class Jack{
		public abstract void doSomething();
	}
class Product extends Jack{

		@Override
		public void doSomething() {
			System.out.println("Product");
			
		}
		
	}
	public static void main(String[] args) {
	//声明一个抽象类Jack的变量,并指向其子类的实例化对象,合法的,Java的多态性会保证在运行时可以得到其正确的类型;
		Jack jack=new Product();
		//Jack jack=new Jack();//非法,不能实例化抽象类对象
		jack.doSomething();
	}

Java反射

Java反射机制是指在运行状态时,可以知道任意一个类的的所有属性和方法,对任意一个对象都可以调用它的任意一个方法;通过反射,可以在运行时实例化对象

Java反射提供的功能包括:

  • 在运行时判断一个对象所属的类;
  • 运行时构造任意一个类的对象;
  • 运行时判断任意一个类的成员变量与方法;
  • 运行时调用任意一个对象的方法;
  • 生成动态代理;

我们想得到一个类的所有信息,第一步就是要得到类的Class对象,如果知道了一个对象或类的名字,就可以通过简单的:
Class<?> clz=对象.getClass();
Class<?> clz=类的名字.class
得到,但如果在编译期得不到具体类型,则可以通过Class.forName()来得到,但这个方法生成的结果在编译时是不可知的,所有的方法特征签名都是在运行时提取出来的。这是由Java的反射机制来提供足够的支持。在得到这个类的Class对象后,我们就可以反射来构造对象,进而得到这个类的所有的信息。

 public static Class<?> forName(String className)
                throws ClassNotFoundException {
         Class<?> caller = Reflection.getCallerClass();
         return forName0(className, true, ClassLoader.getClassLoader(caller), caller);
    }

Java里的Class类与java.lang.reflect类库一起对反射进行支持,该类库包含了Field,Method,Constructor类(每个类都实现了Member接口),这些类型的对象是在JVM在运行时创建的,用以表示未知类里对应的成员。这样我们就可以使用Constructor创建新的对象,用get(),set()方法修改与Field对象关联的字段,用invoke()方法调用与Method对象关联的方法。(摘自《Java编程思想》第四版)

下面简要介绍利用反射实现的动态代理;

动态代理

步骤:

  • 新建委托类,实现动态代理要求委托类必须实现某个接口;
  • 新建中间类,用来连接代理类和委托类,这个中间必须实现InvocationHandler接口,这个接口只有一个invoke()方法;
  • 通过Proxy类新建代理类对象;

举例:

interface Operate{
		void method1();
		void method2();
		void method3();
	}
	/**
	 * 委托类
	 * @author wood
	 *
	 */
	class Entrust implements Operate{

		@Override
		public void method1() {
			// TODO Auto-generated method stub
			System.out.println("*method1");
		}

		@Override
		public void method2() {
			// TODO Auto-generated method stub
			System.out.println("*method2");
		}

		@Override
		public void method3() {
			// TODO Auto-generated method stub
			System.out.println("*method3");
		}
		
	}
	/**
	 * 连接委托类与代理类的中间类;
	 * @author wood
	 *
	 */
	class DynamecProxyHandler implements InvocationHandler{
		private Object proxied;//委托类对象
		public DynamecProxyHandler(){
			
		}
		public DynamecProxyHandler(Object object){
			this.proxied=object;
		}
		@Override
		public Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] arg2)
				throws Throwable {
			// TODO Auto-generated method stub
			Object object=method.invoke(proxied, arg2);
			System.out.println(method.getName());
			return object;
		}
		
	}
	//***********************
	DynamecProxyHandler dymaProxy=new DynamecProxyHandler(new Entrust());
		//通过Proxy类的静态函数生成代理对象;
		Operate operate=(Operate)Proxy.newProxyInstance(Operate.class.getClassLoader(), new Class[]{Operate.class}, dymaProxy);
		operate.method1();
		operate.method2();
		operate.method3();

我们通过Procy.newProcyInstance函数新建了一个代理对象,实际的代理类就是在这时候动态生成了,我们调用该代理对象的函数就会调用到中间类的invoke函数,而invoke函数实现调用委托类的对应函数;

public static Object newProxyInstance(ClassLoader loader, Class<?>[] interfaces, InvocationHandler h)
loader是类加载器;
interfaces是委托类的接口,生成代理需要实现这个接口;

实际上Java的动态代理就是两层的静态代理:开发者提供一个委托类A,程序动态生成了一个代理类B,开发者还需要提供一个实现了InvocationHandler的接口C,用类C来连接委托类A和委托类B,类C是代理类B的委托类,是类A的代理类;用户直接调用代理类B,B将调用转发给委托类C,C再将调用转发给委托类A;

参考:
《Java编程思想》第四版
公共技术点之 Java 动态代理

原文地址:https://www.cnblogs.com/WoodJim/p/4722107.html