2020-05-03 · Java反射机制(上)

一、Java Reflection:

动态语言 VS 静态语言:

Java 反射机制提供的功能:

  1. 在运行时判断任意一个对象所属的类。
  2. 在运行时构造任意一个类的对象。
  3. 在运行时判断任意一个类所具有的成员变量和方法。
  4. 在运行时获取泛型信息。
  5. 在运行是调用任意一个对象的成员变量和方法。
  6. 在运行是处理注解。
  7. 生成动态代理。

反射相关的主要 API:

代码演示:使用反射前和使用反射后:

Person 类(定义一些属性方法来测试):
package com.atguigu.java;

/**
 * @author shkstart
 * @create 2019 上午 10:38
 */
public class Person {

    private String name;
    public int age;

    @Override
    public String toString() {
        return "Person{" +
                "name='" + name + '\'' +
                ", age=" + age +
                '}';
    }

    public String getName() {
        return name;
    }

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

    public int getAge() {
        return age;
    }

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

    public Person(String name, int age) {

        this.name = name;
        this.age = age;
    }

    private Person(String name) {
        this.name = name;
    }

    public Person() {
        System.out.println("Person()");
    }

    public void show(){
        System.out.println("你好,我是一个人");
    }

    private String showNation(String nation){
        System.out.println("我的国籍是:" + nation);
        return nation;
    }
}
使用反射前:
//反射之前,对于Person的操作
    @Test
    public void test1() {

        //1.创建Person类的对象
        Person p1 = new Person("Tom", 12);

        //2.通过对象,调用其内部的属性、方法
        p1.age = 10;
        System.out.println(p1.toString());

        p1.show();

        //在Person类外部,不可以通过Person类的对象调用其内部私有结构。
        //比如:name、showNation()以及私有的构造器
    }
使用反射后:
//反射之后,对于Person的操作
    @Test
    public void test2() throws Exception{
        Class clazz = Person.class;
        //1.通过反射,创建Person类的对象
        Constructor cons = clazz.getConstructor(String.class,int.class);
        Object obj = cons.newInstance("Tom", 12);
        Person p = (Person) obj;
        System.out.println(p.toString());
        //2.通过反射,调用对象指定的属性、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);

        System.out.println("*******************************");

        //通过反射,可以调用Person类的私有结构的。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("Jerry");
        System.out.println(p1);

        //调用私有的属性
        Field name = clazz.getDeclaredField("name");
        name.setAccessible(true);
        name.set(p1,"HanMeimei");
        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,"中国");//相当于String nation = p1.showNation("中国")
        System.out.println(nation);


    }
    //疑问1:通过直接new的方式或反射的方式都可以调用公共的结构,开发中到底用那个?
    //建议:直接new的方式。
    //什么时候会使用:反射的方式。 反射的特征:动态性
    //疑问2: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。



二、理解 Class 类并获取 Class 的实例:

2.1 Class 类:

2.2 Class 类的常用方法:

2.3 反射的应用举例:

2.4 获取 Class 类的实例(四种方法):

代码:

    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(前三种方式需要掌握)
    @Test
    public void test3() throws ClassNotFoundException {
        //方式一:调用运行时类的属性:.class
        Class clazz1 = Person.class;
        System.out.println(clazz1);
        //方式二:通过运行时类的对象,调用getClass()
        Person p1 = new Person();
        Class clazz2 = p1.getClass();
        System.out.println(clazz2);

        //方式三:使用最多,调用Class的静态方法:forName(String classPath)
        Class clazz3 = Class.forName("com.atguigu.java.Person");
//        clazz3 = Class.forName("java.lang.String");
        System.out.println(clazz3);

        System.out.println(clazz1 == clazz2);
        System.out.println(clazz1 == clazz3);

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

        System.out.println(clazz1 == clazz4);

    }

2.5 哪些类型可以有 Class 对象?

//万事万物皆对象?对象.xxx,File,URL,反射,前端、数据库操作


    //Class实例可以是哪些结构的说明:
    @Test
    public void test4(){
        Class c1 = Object.class;//对象
        Class c2 = Comparable.class;//接口1
        Class c3 = String[].class;//数组
        Class c4 = int[][].class;//二维数组
        Class c5 = ElementType.class;//枚举类
        Class c6 = Override.class;//注解
        Class c7 = int.class;//基本类型
        Class c8 = void.class;//void
        Class c9 = Class.class;//class本身

        int[] a = new int[10];
        int[] b = new int[100];
        Class c10 = a.getClass();
        Class c11 = b.getClass();
        // 只要数组的元素类型与维度一样,就是同一个Class
        System.out.println(c10 == c11);

    }



三、类的加载与 ClassLoader 的理解:

3.1 了解 类加载的过程:

3.2 了解 何时会发生类初始化?

3.3 了解 ClassLoader:

@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);

        //获取上一层的类加载器
        //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
        //引导类加载器主要负责加载java的核心类库,无法加载自定义类的。
        ClassLoader classLoader2 = classLoader1.getParent();
        System.out.println(classLoader2);//null
        ClassLoader classLoader3 = String.class.getClassLoader();
        System.out.println(classLoader3);//null

    }

Properties:读取配置文件。


    Properties:用来读取配置文件。

    @Test
    public void test2() throws Exception {

        Properties pros =  new Properties();
        //此时的文件默认在当前的module下。
        //读取配置文件的方式一:
//        FileInputStream fis = new FileInputStream("jdbc.properties");
//        FileInputStream fis = new FileInputStream("src\\jdbc1.properties");
//        pros.load(fis);

        //读取配置文件的方式二:使用ClassLoader
        //配置文件默认识别为:当前module的src下
        ClassLoader classLoader = ClassLoaderTest.class.getClassLoader();
        InputStream is = classLoader.getResourceAsStream("jdbc1.properties");
        pros.load(is);

        String user = pros.getProperty("user");
        String password = pros.getProperty("password");
        System.out.println("user = " + user + ",password = " + password);
    }



四、创建运行时类的对象:

@Test
    public void test1() throws IllegalAccessException, InstantiationException {

        Class<Person> 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的构造器。

        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时,默认调用super()时,保证父类有此构造器

        以前是使用new + 构造器创建对象。现在有了新方法创建了吗?
        其实不是,底层还是使用构造器创建对象,只是调用了空参的构造器。
         */
        Person obj = clazz.newInstance();
        System.out.println(obj);

    }

体会反射的动态性:

//体会反射的动态性
利用随机方法,体会反射机制的动态性。
//
    @Test
    public void test2(){

        for(int i = 0;i < 100;i++){

            int num = new Random().nextInt(3);//随机数范围0,1,2
            String classPath = "";
            switch(num){
                case 0:
                    classPath = "java.util.Date";
                    break;
                case 1:
                    classPath = "java.lang.Object";
                    break;
                case 2:
                    classPath = "com.atguigu.java.Person";
                    break;
            }

            try {
                Object obj = getInstance(classPath);
                System.out.println(obj);
            } catch (Exception 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 Exception {
       Class clazz =  Class.forName(classPath);//获取Class实例
       return clazz.newInstance();//调用空参构造器
    }
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