[Java知识库]Java——反射

1.类加载器

1.1 类加载

1.1.1 对类加载的描述

当程序要使用某个类时，如果该类还未被加载到内存中，系统将会通过类的加载、类的连接和类的初始化这三个步骤来对类进行初始化；不出现意外情况，JVM将会连续完成这三个步骤，所以有时也把这三个步骤统称为类加载或者类初始化。

1.1.2 类的加载、类的连接和类的初始化

类的加载：

将class文件读入内存，并为之创建一个 java.lang.Class 对象。

类的连接：

其分为三个阶段，分别是验证阶段、准备阶段和解析阶段。

类的初始化：

对类变量进行初始化。

1.2 何为类加载器？

1.2.1 类加载器的作用

负责将class文件加载到内存中，并为之生成对应的java.lang.class对象。

1.2.2 JVM的加载机制

(1) 全盘负责。

当一个类的加载器负责加载某个Class时，该class所依赖的和引用的其他Class也将由类加载器负责载入，除非显式使用另外一个类加载器来载入。

(2) 父类委托。

当一个类加载器负责加载某个Class时，先让父类加载器试图加载该Class，只有父类加载器无法加载该类时才尝试从自己的类路径中加载该类。

(3) 缓冲机制。

保证所有加载过的Class都会被缓存，当程序需要使用某个Class对象时，类加载器先从缓冲区中搜索该Class，只有当该缓冲区中不存在该Class对象时，系统才会读取该类对应的二进制数据，并将其转换成Class对象，储存到缓冲区。

1.2.3 Java中的内置加载器

?Bootstrap类加载器。 它是虚拟机的内置类加载器，通常表示为null ，并且没有父null 。

Platform class loader 。 平台类加载器可以看到所有平台类 ，可以将其用作ClassLoader实例的父ClassLoader 。 平台类包括由平台类加载器或其祖先定义的Java SE平台API，其实现类和JDK特定的运行时类。?

System class loader 。 它也被称为应用程序类加载器 ，与平台类加载器不同。 系统类加载器通常用于定义应用程序类路径，模块路径和JDK特定工具上的类。 平台类加载器是所有平台类对其可见的系统类加载器的父级或祖先。?

类加载器的继承关系：System加载器的父类是Platform，Platform加载器的父类加载器是Bootstrap
?

1.2.4 ClassLoader

ClassLoader是负责加载的对象。

其两个方法：

static ClassLoader getSystemClassLoader():? 返回用于委派的系统加载器

ClassLoader getParent():? 返回父类加载器进行委派

?示例代码：

public class ClassLoaderDemo {
    public static void main(String[] args) {
//        static ClassLoader getSystemClassLoader():? 返回用于委派的系统加载器
        ClassLoader c = ClassLoader.getSystemClassLoader();
        System.out.println(c);//AppClassLoader
//        ClassLoader getParent():? 返回父类加载器进行委派
        ClassLoader c1 = c.getParent();
        System.out.println(c1);//PlatformClassLoader

        ClassLoader c2 = c1.getParent();
        System.out.println(c2);//null
    }
}

2.何为反射？

2.1 概述

反射在运行状态中，对于任意一个类，都能知道这个类的所有属性和方法；对于任意一个对象，都能够调用它的任意一个方法和属性；这种动态获取的信息以及动态调用对象的方法的功能称为Java语言的反射机制。

2.2 反射优缺点

2.2.1 优点

可以动态执行，在运行期间根据业务功能动态执行方法、访问属性，最大限度发挥了java的灵活性。

2.2.2 缺点

对性能有影响，这类操作总是慢于直接执行java代码。

2.3 补充

2.3.1 反射机制

什么是动态语言和静态语言？

动态语言：

是指在一类运行时可以改变其结构的语言，主要的动态语言：Object—C、C#、JavaScript、PHP、Phython等。

静态语言：

与动态语言相反，其在运行时不可以改变其结构，如Java、C、C++。??

而Java可以称为“准动态语言”，因为其可以用反射机制、字节码操作获取类似动态语言的特性。?

正常的创建方式：

引入要用的包类的名称→new实例化→取得实例化对象

而反射则是：

通过实例化对象→调用getClass方法→得到完整的包类名称

3.如何使用反射？

3.1 反射获取构造方法

3.1.1?Class类中用于获取构造方法的方法

Constructor<?>[] getConstructors?() 返回一个包含 Constructor对象的数组， Constructor对象反映了由该 Class对象表示的类的所有公共构造函数。 ?

Constructor<?>[] getDeclaredConstructors?() 返回反映由该 Class对象表示的类声明的所有构造函数的 Constructor对象的数组。 ?

Constructor<T> getConstructor?(Class<?>... parameterTypes) 返回一个 Constructor对象，该对象反映由该 Class对象表示的类的指定公共构造函数。 ?

Constructor<T> getDeclaredConstructor?(Class<?>... parameterTypes) 返回一个 Constructor对象，该对象反映由此 Class对象表示的类或接口的指定构造函数。 ?

3.1.2?Constructor类中用于创建对象的方法?

T newInstance?(Object... initargs) 使用由此 Constructor对象表示的构造函数，使用指定的初始化参数来创建和初始化构造函数的声明类的新实例。 ?

3.2?反射获取成员变量

3.2.1?Class类中用于获取成员变量的方法

Field[] getFields?() 返回一个包含 Field对象的数组， Field对象反映由该 Class对象表示的类或接口的所有可访问的公共字段。 ?

Field[] getDeclaredFields?() 返回一个 Field对象的数组，反映了由该 Class对象表示的类或接口声明的所有字段。 ?

Field getField?(String name) 返回一个 Field对象，该对象反映由该 Class对象表示的类或接口的指定公共成员字段。 ?

Field getDeclaredField?(String name) 返回一个 Field对象，该对象反映由该 Class对象表示的类或接口的指定声明字段。 ?

3.2.2?Field类中用于给成员变量赋值的方法

void set?(Object obj, Object value) 将指定的对象参数中由此 Field对象表示的字段设置为指定的新值。 ?

3.3?反射获取成员方法

3.3.1?Class类中用于获取成员方法的方法

Metho[] getMethods?() 返回一个包含 方法对象的数组， 方法对象反映由该 Class对象表示的类或接口的所有公共方法，包括由类或接口声明的对象以及从超类和超级接口继承的类。 ?

Method[] getDeclaredMethods?() 返回一个包含 方法对象的数组， 方法对象反映由 Class对象表示的类或接口的所有声明方法，包括public，protected，default（package）访问和私有方法，但不包括继承方法。 ?

Method getMethod?(String name, Class<?>... parameterTypes) 返回一个 方法对象，该对象反映由该 Class对象表示的类或接口的指定公共成员方法。 ?

Method getDeclaredMethod?(String name, Class<?>... parameterTypes) 返回一个 方法对象，它反映此表示的类或接口的指定声明的方法 Class对象。 ??

3.3.2?Method类中用于调用成员方法的方法

Object invoke?(Object obj, Object... args) 在具有指定参数的指定对象上调用此 方法对象表示的基础方法。 ?

补：void setAccessible?(boolean flag) 将此反射对象的 accessible标志设置为指示的布尔值。?

3.4?反射之越过泛型检查

创建一个Integer类型的ArrayList集合，如何添加String类型的数据呢？

代码示例：

?ArrayList<Integer> array = new ArrayList<Integer>();
?Class<? extends ArrayList> c = array.getClass();
?Method m = c.getMethod("add", Object.class);
?m.invoke(array,"java");

3.5?反射之运行配置文件指定内容

/*
创建一个class.txt，内容：
className=xxx
methodName=xxx
*/

/*
加载数据
字节输入流
*/

/*
className=类的路径名
methodName=方法名
*/

/*
最后，通过反射的方法来使用
*/

3.6?模块化

3.6.1 概述

Java程序可以根据需要选择加载程序必须的Java模块。

3.6.2?模块的基本使用

(1) 创建模块；

(2)?在模块的src目录下新建一个名为moudle-info.java的描述性文件；

(3)?模块导出格式：exports包名；

(4)?requires模块名（按下Alt+Enter提示，然后选择模块依赖）；

(5)?在模块的类中选择需要依赖模块的内容。

3.6.3?模块服务的使用

在myOne模块下创建一个包com.itheima_03,在该包下提供一个接口，接口中定义一个抽象方法：public interface MyService{
?? ?void service();
}

在com.itheima_03包下创建一个包impl，在该包下提供接口的两个实现类Itheima和Czxy；

在myOne这个模块下的描述性文件中添加如下配置：
模块导出：exports com.itheima_03;
服务提供：provides MyService with Itheima;指定MyService的服务实现类是Itheima；

在myTwo这个模块下的描述文件中添加如下配置：
声明服务接口：uses MyService；

在myOne这个模块的类中使用MyService接口提供的服务：
ServiceLoader：一种加载服务实现的工具。