1. 反射机制
什么是动态语言,什么是静态语言?
Reflection(反射),java因为有了反射机制,才让java有了一定的动态性。
正常我们创建的方式是:
引入需要的包类名称 ==》 new实例化 ==》取得实例化对象。
而反射方式恰恰相反:
通过实例化对象 ==》 调用getClass()方法 ==》 得到完整的包类名称。
上面的过程就像光的反射一样
反射的应用场景:
2. 创建Person类以及其他的一些注解接口等 (方便后面测试其他方法使用)
创建了一个公共的Person类,这个类也是往后测试用的类:
package exam.demo;
@MyAnnotation(value = "hi")
public class Person extends Creature<String> implements Comparable<String> , MyInterface{
private String name;
int age;
public int id;
public Person(){}
@MyAnnotation(value = "abc")
public Person(String name){
this.name = name;
}
private Person(String name,int age){
this.name = name;
this.age = age;
}
@MyAnnotation
private String show(String nation){
System.out.println("我的国际是:"+nation);
return nation;
}
public String display(String interests) throws Exception,NullPointerException{
return interests;
}
@Override
public void info() {
System.out.println("我是一个人");
}
@Override
public int compareTo(String o) {
return 0;
}
private static void showDesc(){
System.out.println("hello ,world.");
}
@Override
public String toString() {
return "Person{" +
"name='" + name + '\'' +
", age=" + age +
", id=" + id +
'}';
}
}
Creature类:
package exam.demo;
import java.io.Serializable;
public class Creature<T> implements Serializable {
private char gender;
public double weight;
private void breath(){
System.out.println("生物呼吸");
}
public void eat(){
System.out.println("生物吃东西");
}
}
MyAnnotation注解:
package exam.demo;
import java.lang.annotation.Retention;
import java.lang.annotation.RetentionPolicy;
import java.lang.annotation.Target;
import static java.lang.annotation.ElementType.*;
import static java.lang.annotation.ElementType.LOCAL_VARIABLE;
@Target({TYPE, FIELD, METHOD, PARAMETER, CONSTRUCTOR, LOCAL_VARIABLE})
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
public @interface MyAnnotation {
String value() default "hello";
}
MyInterface接口:
package exam.demo;
public interface MyInterface {
void info();
}
整体上一个反射效果案例(了解,看后面):
package filefanxingTest;
import java.lang.reflect.Constructor;
import java.lang.reflect.Field;
import java.lang.reflect.Method;
import org.junit.Test;
public class ReflectionTest {
@Test
public void test1() {
Person p1 = new Person("Tom", 12);
p1.age = 10;
System.out.println(p1.toString());
p1.show();
}
@Test
public void test2() throws Exception {
Class clazz = Person.class;
Constructor cons = clazz.getConstructor(String.class, int.class);
Object obj = cons.newInstance("Tom", 12);
Person p = (Person) obj;
System.out.println(p.toString());
Field age = clazz.getDeclaredField("age");
age.set(p, 10);
System.out.println(p.toString());
Method show = clazz.getDeclaredMethod("show");
show.invoke(p);
System.out.println("*******************");
Constructor cons2 = clazz.getDeclaredConstructor(String.class);
cons2.setAccessible(true);
Person p2 = (Person) cons2.newInstance("Jerry");
System.out.println(p2);
Field name = clazz.getDeclaredField("name");
name.setAccessible(true);
name.set(p2, "zhangsan");
Method showNation = clazz.getDeclaredMethod("showNation", String.class);
showNation.setAccessible(true);
String nation = (String) showNation.invoke(p2, "中国");
System.out.println(nation);
}
}
反射可以给私有属性,私有方法,私有构造器来设置值。正常的new创建对象是不可以的!
3. 两个疑问(看自己理解)
通过直接new的方式或反射的方式都可以调用公共的结构,开发中到底使用哪个呢?
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。
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,封装性提示的是你哪个方法能调用哪个方法不能调用(private),整体上算是一个限制提示建议的效果。
4. java.lang.Class 类的理解
类的加载过程:
程序经过javac.exe 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,这个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。
提示小结: Idea项目下的out目录是用来存放.java文件编译后的字节码文件的。
万事万物皆对象! 平常我们是对象.xxx属性 , File对象, URL对象等等。反射同样也是,就是通过Class的类对象,来实现的。
并且Class的实例就对应着一个运行时类,因此我们不能new一个Class,因为他是运行时类本身就存在的。
5. 如何获取Class实例的4中方式
首先,第一点Class运行时类并不是我们自己创建出来的,而是它编译运行后自己有的类。
加载到内存中的运行时类,会缓存一定的时间。在此事件之内,我们可以通过4中不同的方式来获取此运行时类。(也就是只有一个运行时类,只不过获取方式不同。)
package com.test;
import org.junit.jupiter.api.Test;
import java.lang.reflect.Constructor;
import java.lang.reflect.Field;
import java.lang.reflect.Method;
public class ReflectionTest {
@Test
public void test3() throws ClassNotFoundException {
Class clazz1 = Person.class;
System.out.println(clazz1);
Person p1 = new Person();
Class clazz2 = p1.getClass();
System.out.println(clazz2);
Class clazz3 = Class.forName("com.test.Person");
System.out.println(clazz3);
System.out.println(clazz1 == clazz2);
System.out.println(clazz1 == clazz3);
ClassLoader classLoader = ReflectionTest.class.getClassLoader();
Class clazz4 = classLoader.loadClass("com.test.Person");
System.out.println(clazz4);
System.out.println(clazz1 == clazz4);
}
}
6. Class实例可以是哪些结构?
package com.test;
import org.junit.jupiter.api.Test;
import java.lang.annotation.ElementType;
import java.lang.reflect.Constructor;
import java.lang.reflect.Field;
import java.lang.reflect.Method;
public class ReflectionTest {
@Test
public void test4(){
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();
System.out.println(c10 == c11);
}
}
7. 类的加载 与 ClassLoader的理解
7.1 类的加载过程
当程序主动使用某个类时,如果该类还未被加载到内存中,则系统会通过如下三个步骤来对该类进行初始化。
这三个步骤必须牢记!
加载(Load):就是讲class文件字节码内容加载到内存中,转换为运行时数据结构,生成一个代码这个类的java.lang.Class对象。
链接(Link):正式为类变量(static类型)分配内存并设置类变量默认初始值,例如在static int a 在链接这个环节它就会被赋值默认初始值0,String b在链接就被默认赋值为null。
初始化:这个阶段有一个类构造器<clinit>()方法,非常重要,它是由编译器自动收集类中所有类变量的赋值动作和静态代码块中的语句合并产生。
当初始化一个类的时候,如果发现其父类还没有进行初始化,则需要先触发其父类的初始化。
7.2 类加载器(ClassLoader)的作用
类加载器的作用和类缓存:
类加载器作用就是用来把类(class)装载进内存的。
我们平时定义的类,都是通过系统类加载器来架子啊的,因此也算是最常用的加载器了。
package com.test;
import org.junit.jupiter.api.Test;
public class ClassLoadingTest {
@Test
public void test1(){
ClassLoader classLoader = ClassLoadingTest.class.getClassLoader();
System.out.println(classLoader);
ClassLoader classLoader1 = classLoader.getParent();
System.out.println(classLoader1);
ClassLoader classLoader2 = classLoader1.getParent();
System.out.println(classLoader2);
ClassLoader classLoader3 = String.class.getClassLoader();
System.out.println(classLoader3);
}
}
7.3 类加载器(ClassLoader) 加载配置文件Properties案例
我们在jdbc场景下,就有两种加载Properties文件的方式:
- 读取配置文件方式一:使用FileInputStream方法,此路径默认是当前module工程模块下。
- 读取配置文件方式二:使用ClassLoader , 此路径默认是当前module的src下。
package com.test;
import org.junit.jupiter.api.Test;
import java.io.FileInputStream;
import java.io.InputStream;
import java.util.Properties;
public class ClassLoadingTest {
@Test
public void test2() throws Exception {
Properties pros = new Properties();
FileInputStream fis = new FileInputStream("jdbc.properties");
pros.load(fis);
String user = pros.getProperty("user");
String password = pros.getProperty("password");
System.out.println("姓名:"+user + ", 密码:" +password);
}
@Test
public void test3() throws Exception {
Properties pros = new Properties();
ClassLoader classLoader = ClassLoadingTest.class.getClassLoader();
InputStream is = classLoader.getResourceAsStream("jdbc1.properties");
pros.load(is);
String user = pros.getProperty("user");
String password = pros.getProperty("password");
System.out.println("姓名:"+user + ", 密码:" +password);
}
}
8. 反射 newInstance()方法 创建对应的运行时类的对象
clazz.newInstance()方法:调用此方法,创建对应的运行时类的对象。该方法默认调用的就是类的空参构造器。
因此要想此方法能正常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。
一个public的空参构造器,在javabean中很重要,原因如下:
- 1.便于反射,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。
package com.Reflection;
import com.test.Person;
import org.junit.jupiter.api.Test;
public class NewInstanceTest {
@Test
public void test1() throws IllegalAccessException, InstantiationException {
Class<Person> clazz = Person.class;
Person p1 = (Person)clazz.newInstance();
System.out.println(p1);
}
}
通过newInstance()方法,来体现反射的一个动态效果:
package com.Reflection;
import com.test.Person;
import org.junit.jupiter.api.Test;
import java.util.Random;
public class NewInstanceTest {
@Test
public void test2(){
int num = new Random().nextInt(3);
String classPath = "";
switch (num){
case 0:
classPath = "java.util.Date";
break;
case 1:
classPath = "java.lang.String";
break;
case 2:
classPath = "com.test.Person";
break;
}
try {
Object obj = getInstance(classPath);
System.out.println(obj);
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
}
}
public Object getInstance(String classPath) throws Exception {
Class<?> clazz = Class.forName(classPath);
return clazz.newInstance();
}
}
9. 反射 获取运行时类的属性结构及其内部结构
获取属性结构
- 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.
- getDeclaredFields():获取当前运行时类中声明的所有属性,并且不包含父类中声明的属性。
package exam.demo2;
import exam.demo.Person;
import org.junit.jupiter.api.Test;
import java.lang.reflect.Field;
public class FieldTest {
@Test
public void test() throws Exception {
Class clazz = Person.class;
Class clazz2 = Class.forName("exam.demo.Person");
Field[] fields = clazz2.getFields();
for (Field f : fields){
System.out.println(f);
}
System.out.println("*******************");
Field[] declaredFields = clazz2.getDeclaredFields();
for (Field f : declaredFields){
System.out.println(f);
}
}
}
获取属性结构的权限修饰符,数据类型,变量名:
package exam.demo2;
import exam.demo.Person;
import org.junit.jupiter.api.Test;
import java.lang.reflect.Field;
import java.lang.reflect.Modifier;
public class FieldTest {
@Test
public void test2(){
Class clazz = Person.class;
Field[] declaredFields = clazz.getDeclaredFields();
for (Field f : declaredFields){
int modifiers = f.getModifiers();
System.out.println(modifiers);
System.out.println(Modifier.toString(modifiers));
Class type = f.getType();
System.out.println(type + ",");
System.out.println(type.getName());
String name = f.getName();
System.out.println(name);
System.out.println("--------------");
}
}
}
get.getModifiers()返回值对应类型: (default类型的值为: 0)
获取当前运行时类的属性结构的权限修饰符,注解,返回值类型,方法名和参数名 ,抛出异常。
注意如果反射需要接受注解啥的,那么注解的生命周期必须是runtime的!!
原因也很简单,反射是基于.class文件后的,因此注解也必须保留到那个时候。
package exam.demo2;
import org.junit.jupiter.api.Test;
import java.lang.annotation.Annotation;
import java.lang.reflect.Method;
import java.lang.reflect.Modifier;
public class FieldTest {
@Test
public void test() throws Exception {
Class clazz = Class.forName("exam.demo.Person");
Method[] declaredMethod = clazz.getDeclaredMethods();
for (Method m : declaredMethod){
Annotation[] annotation = m.getAnnotations();
for (Annotation a : annotation){
System.out.println(a);
}
System.out.print(Modifier.toString(m.getModifiers())+"\t");
Class<?> returnType = m.getReturnType();
System.out.print(returnType+"\t");
String name = m.getName();
System.out.print(name+"\t");
System.out.print("(");
Class[] parameterTypes = m.getParameterTypes();
if (!(parameterTypes == null && parameterTypes.length == 0)){
for (Class c:parameterTypes){
System.out.print("参数名:"+c.getName());
}
}
System.out.print(")"+"\t");
Class<?>[] exceptionTypes = m.getExceptionTypes();
if (!(exceptionTypes == null && exceptionTypes.length == 0)){
for (Class c : exceptionTypes){
System.out.print("异常:"+c.getName()+"\t");
}
}
System.out.println();
}
}
}
10. 反射 获取运行时类的构造器结构
获取构造器结构的方法:
package exam.demo2;
import org.junit.jupiter.api.Test;
import java.lang.reflect.Constructor;
public class OtherTest {
@Test
public void test() throws ClassNotFoundException {
Class clazz = Class.forName("exam.demo.Person");
Constructor[] constructors = clazz.getConstructors();
for (Constructor c : constructors){
System.out.print(c+"\t");
System.out.println(c.getName());
}
System.out.println("--------------");
Constructor[] declaredConstructors = clazz.getDeclaredConstructors();
for (Constructor c : declaredConstructors){
System.out.print(c+"\t");
System.out.println(c.getName());
}
}
}
11. 反射 获取父类或父类泛型结构
获取运行时类的父类及其父类泛型。
package exam.demo2;
import exam.demo.Person;
import org.junit.jupiter.api.Test;
import java.lang.reflect.Constructor;
import java.lang.reflect.ParameterizedType;
import java.lang.reflect.Type;
public class OtherTest {
@Test
public void test2(){
Class clazz = Person.class;
Class superclass = clazz.getSuperclass();
System.out.println(superclass);
System.out.println(superclass.getName());
}
@Test
public void test3(){
Class clazz = Person.class;
Type genericSuperclass = clazz.getGenericSuperclass();
System.out.println(genericSuperclass);
}
@Test
public void test4(){
Class clazz = Person.class;
Type genericSuperclass = clazz.getGenericSuperclass();
ParameterizedType paramType = (ParameterizedType) genericSuperclass;
Type[] actualTypeArguments = paramType.getActualTypeArguments();
System.out.println(actualTypeArguments[0].getTypeName());
}
}
12. 反射 获取运行时类实现的接口,包,注解结构
package exam.demo2;
import exam.demo.Person;
import org.junit.jupiter.api.Test;
import java.lang.annotation.Annotation;
public class OtherTest {
@Test
public void test(){
Class clazz = Person.class;
Class[] interfaces = clazz.getInterfaces();
for (Class c : interfaces){
System.out.println(c);
}
Class[] interfaces1 = clazz.getSuperclass().getInterfaces();
for (Class c : interfaces1){
System.out.println(c);
}
}
@Test
public void test2(){
Class clazz = Person.class;
Package aPackage = clazz.getPackage();
System.out.println(aPackage);
}
@Test
public void test3(){
Class personClass = Person.class;
Annotation[] annotations = personClass.getAnnotations();
for (Annotation a : annotations){
System.out.println(a);
}
}
}
13. 反射 调用运行时类中指定属性
调用运行时类中指定的结构:属性,方法,构造器:
package exam.demo2;
import exam.demo.Person;
import org.junit.jupiter.api.Test;
import java.lang.reflect.Field;
public class ReflectionTest {
@Test
public void testField() throws NoSuchFieldException, IllegalAccessException, InstantiationException {
Class clazz = Person.class;
Field id = clazz.getField("id");
System.out.println(id);
Person p = (Person)clazz.newInstance();
id.set(p,100);
int i = (int)id.get(p);
System.out.println(i);
Field name = clazz.getDeclaredField("name");
name.setAccessible(true);
name.set(p,"zhangsan");
String str = (String)name.get(p);
System.out.println(str);
System.out.println("=================");
Field[] field = clazz.getFields();
for (Field f: field){
System.out.println(f);
}
System.out.println("===================");
Field[] declaredFields = clazz.getDeclaredFields();
for (Field f:declaredFields){
System.out.println(f);
}
}
}
14. 反射 调用运行时类中的指定方法
调用运行时类的方法,并设置参数:
package exam.demo2;
import exam.demo.Person;
import org.junit.jupiter.api.Test;
import java.lang.reflect.InvocationTargetException;
import java.lang.reflect.Method;
public class ReflectionTest {
@Test
public void testMethod() throws ClassNotFoundException, IllegalAccessException, InstantiationException, NoSuchMethodException, InvocationTargetException {
Class aClass = Class.forName("exam.demo.Person");
Person p = (Person)aClass.newInstance();
Method declaredMethod = aClass.getDeclaredMethod("show", String.class);
declaredMethod.setAccessible(true);
Object returnvalue = declaredMethod.invoke(p, "zhangsan");
System.out.println(returnvalue);
System.out.println("方法有静态方法,那么如何调用静态方法呢?? 见下:");
Method showDesc = aClass.getDeclaredMethod("showDesc");
showDesc.setAccessible(true);
Object returnValue2 = showDesc.invoke(Person.class);
System.out.println(returnValue2);
}
}
15. 反射 调用运行时类中的指定的构造器
调用反射运行时类的构造器:
package exam.demo2;
import exam.demo.Person;
import org.junit.jupiter.api.Test;
import java.lang.reflect.Constructor;
import java.lang.reflect.InvocationTargetException;
public class ReflectionTest {
@Test
public void testConstructor() throws NoSuchMethodException, IllegalAccessException, InvocationTargetException, InstantiationException {
Class<Person> personClass = Person.class;
Constructor<Person> constructor = personClass.getDeclaredConstructor(String.class);
constructor.setAccessible(true);
Person p = constructor.newInstance("zhangsan");
System.out.println(p.toString());
}
}
16. 工厂模式下的反射效果
首先创建两个类,Emp 和 Student类,模拟工厂的作用就是创建他们的两个对象。
Emp类:
package factory;
public class Emp {
private int empno;
private String ename;
public int getEmpno() {
return empno;
}
public void setEmpno(int empno) {
this.empno = empno;
}
public String getEname() {
return ename;
}
public void setEname(String ename) {
this.ename = ename;
}
}
Student类:
package factory;
public class Student {
private String name;
private int 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;
}
}
Invokefactory类,分别演示了 不使用反射 和 使用反射的一个效果:
package factory;
import org.junit.jupiter.api.Test;
import java.lang.reflect.Constructor;
import java.lang.reflect.InvocationTargetException;
public class InvokeFactory {
public static Emp getEmp(){
Emp emp = new Emp();
return emp;
}
public static Student getStudent(){
Student student = new Student();
return student;
}
public static Object getObject(String classPath) throws ClassNotFoundException, IllegalAccessException, InstantiationException, NoSuchMethodException, InvocationTargetException {
Object obj = null;
Class<?> aClass = Class.forName(classPath);
Constructor<?> constructor = aClass.getDeclaredConstructor();
obj = constructor.newInstance();
return obj;
}
@Test
public void test() throws ClassNotFoundException, NoSuchMethodException, InvocationTargetException, InstantiationException, IllegalAccessException {
Emp emp = InvokeFactory.getEmp();
Student student = InvokeFactory.getStudent();
Object object = InvokeFactory.getObject("factory.Emp");
Object object1 = InvokeFactory.getObject("factory.Student");
}
}
通过上面可以看出反射很重要,尤其到了框架的内容都是操作反射和动态代理!
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