前言
cat类
package com.hspedu;
public class Cat {
private String name = "招财猫";
public int age = 10;
public Cat() {}
public Cat(String name) {
this.name = name;
}
public void hi() {
System.out.println("hi " + name);
}
public void cry() {
System.out.println(name + " 喵喵叫..");
}
}
一、问题引出反射
1.根据配置文件 re.properties 指定信息,创建Cat对象并调用方法
re.properties信息
classfullpath=com.hspedu.Cat
method=hi
package com.hspedu.reflection.question;
import java.io.FileInputStream;
import java.io.FileNotFoundException;
import java.io.IOException;
import java.lang.reflect.InvocationTargetException;
import java.lang.reflect.Method;
import java.util.Properties;
public class ReflectionQuestion {
public static void main(String[] args) throws IOException, ClassNotFoundException, IllegalAccessException, InstantiationException, NoSuchMethodException, InvocationTargetException {
Properties properties = new Properties();
properties.load(new FileInputStream("src\\re.properties"));
String classfullpath = properties.get("classfullpath").toString();
String methodName = properties.get("method").toString();
System.out.println("classfullpath=" + classfullpath);
System.out.println("method=" + methodName);
Class<?> cls = Class.forName(classfullpath);
Object o = cls.getConstructor().newInstance();
System.out.println("方法运行类型为" + o.getClass());
Method method = cls.getMethod(methodName);
System.out.println("=============================");
method.invoke(o);
}
}
二、反射机制
1 Java Reflectio
1)反射机制允许程序在执行期借助于ReflectionAPI取得任何类的内部信息(比如成员变量,构造器,成员方法等等),并能操作对象的属性及方法。反射在设计模式和框架底层都会用到
2)加载完类之后,在堆中就产生了一个Class类型的对象(一个类只有一个Class对象),这个对象包含了类的完整结构信息。通过这个对象得到类的结构。这个Class对象就像一面镜子,透过这个镜子看到类的结构,所以,形象的称之为:反射
P 对象 ==》 类型Person类
Class 对象 cls ==》 类型Class类
2 Java 反射机制原理示意图
3 Java 反射机制可以完成
- 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.在运行时得到任意一个类所具有的成员变量和方法
- 4.在运行时调用任意一个对象的成员变量和方法
- 5.生成动态代理
4 反射相关的主要
- java.lang.Class:代表一个类,Class对象表示某个类加载后在堆中的对象
- java.lang.reflect.Method:代表类的方法, Method对象表示某个类的方法
- java.lang.reflect.Field:代表类的成员变量, Field对象表示某个类的成员变量
- java.lang.reflect.Constructor:代表类的构造方法, Constructor对象表示构造器
这些类在java.lang.reflection
package com.hspedu.reflection;
import java.io.FileInputStream;
import java.io.FileNotFoundException;
import java.io.IOException;
import java.io.InputStreamReader;
import java.lang.reflect.Constructor;
import java.lang.reflect.Field;
import java.lang.reflect.InvocationTargetException;
import java.lang.reflect.Method;
import java.util.Properties;
public class Reflection01 {
public static void main(String[] args) throws IOException, ClassNotFoundException, NoSuchMethodException, IllegalAccessException, InvocationTargetException, InstantiationException, NoSuchFieldException {
Properties properties = new Properties();
properties.load(new FileInputStream("src\\re.properties"));
String classfullpath = properties.get("classfullpath").toString();
String method = properties.get("method").toString();
Class<?> cls = Class.forName(classfullpath);
Object o = cls.getConstructor().newInstance();
Method method1 = cls.getMethod(method);
method1.invoke(o);
Field namefield = cls.getField("age");
System.out.println(namefield.get(o));
Constructor<?> constructor = cls.getConstructor();
System.out.println(constructor);
Constructor<?> constructor1 = cls.getConstructor(String.class);
System.out.println(constructor1);
}
}
5 反射优点和缺点
1.优点:可以动态的创建和使用对象(也是框架底层核心),使用灵活,没有反射机制,框架技术就失去底层支撑。 2.缺点:使用反射基本是解释执行,对执行速度有影响.
package com.hspedu.reflection;
import com.hspedu.Cat;
import java.io.FileInputStream;
import java.lang.reflect.Constructor;
import java.lang.reflect.Field;
import java.lang.reflect.InvocationTargetException;
import java.lang.reflect.Method;
public class Reflection02 {
public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException, NoSuchMethodException, InvocationTargetException, InstantiationException, IllegalAccessException {
m1();
m2();
m3();
}
public static void m1() {
Cat cat = new Cat();
long start = System.currentTimeMillis();
for (int i = 0; i < 90; i++) {
cat.hi();
}
long end = System.currentTimeMillis();
System.out.println("m1() 耗时=" + (end - start));
}
public static void m2() throws ClassNotFoundException, IllegalAccessException, InstantiationException, NoSuchMethodException, InvocationTargetException {
Class cls = Class.forName("com.hspedu.Cat");
Object o = cls.newInstance();
Method hi = cls.getMethod("hi");
long start = System.currentTimeMillis();
for (int i = 0; i < 900000000; i++) {
hi.invoke(o);
}
long end = System.currentTimeMillis();
System.out.println("m2() 耗时=" + (end - start));
}
public static void m3() throws ClassNotFoundException, IllegalAccessException, InstantiationException, NoSuchMethodException, InvocationTargetException {
Class cls = Class.forName("com.hspedu.Cat");
Object o = cls.newInstance();
Method hi = cls.getMethod("hi");
hi.setAccessible(true);
long start = System.currentTimeMillis();
for (int i = 0; i < 900000000; i++) {
hi.invoke(o);
}
long end = System.currentTimeMillis();
System.out.println("m3() 耗时=" + (end - start));
}
}
三、Class 类
1 基本介绍
- Class也是类,因此也继承Object类
- Class类对象不是new出来的,而是系统创建的
- 对于某个类的Class类对象,在内存中只有一份,因为类只加载一次
- 每个类的实例都会记得自己是由哪个 Class 实例所生成
- 通过Class对象可以完整地得到一个类的完整结构,通过一系列API
- Class对象是存放在堆的
- 类的字节码二进制数据是放在方法区的。
package com.hspedu.reflection.class_;
import com.hspedu.Cat;
public class Class01 {
public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException {
Class cls1 = Class.forName("com.hspedu.Cat");
Class cls2 = Class.forName("com.hspedu.Cat");
System.out.println(cls1.hashCode());
System.out.println(cls2.hashCode());
Class cls3 = Class.forName("com.hspedu.Dog");
System.out.println(cls3.hashCode());
}
}
2 Class类的常用方法
package com.hspedu;
public class Car {
public String brand = "宝马";
public int price = 500000;
public String color = "白色";
@Override
public String toString() {
return "Car{" +
"brand='" + brand + '\'' +
", price=" + price +
", color='" + color + '\'' +
'}';
}
}
package com.hspedu.reflection.class_;
import com.hspedu.Car;
import java.lang.reflect.Field;
import java.lang.reflect.InvocationTargetException;
public class Class02 {
public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException, NoSuchMethodException, IllegalAccessException, InvocationTargetException, InstantiationException, NoSuchFieldException {
String classAllPath = "com.hspedu.Car";
Class<?> cls = Class.forName(classAllPath);
System.out.println(cls);
System.out.println(cls.getClass());
System.out.println(cls.getPackageName());
System.out.println(cls.getName());
Car car = (Car) cls.getConstructor().newInstance();
System.out.println(car);
Field brand = cls.getField("brand");
System.out.println(brand.get(car));
brand.set(car, "奔驰");
System.out.println(brand.get(car));
System.out.println("=======所有的字段属性====");
Field[] fields = cls.getFields();
for (Field f : fields) {
System.out.println(f.getName());
}
}
}
3 获取 Class 类对象
1.前提:已知一个类的全类名,且该类在类路径下,可通过Class类的静态方法forName()获取,可能抛出ClassNotFoundException,
实例: Class cls1 =Class.forName( "java.lang.Cat”); 应用场景:多用于配置文件,读取类全路径,加载类.
2.前提:若已知具体的类,通过类的class 获取,该方式最为安全可靠,程序性能最高
实例:Class cls2 = Cat.class; 应用场景:多用于参数传递,比如通过反射得到对应构造器对象.
3.前提:已知某个类的实例,调用该实例的getClass()方法获取Class对象,
实例:Class clazz=对象.getClass();//运行类型 应用场景:通过创建好的对象,获取Class对象.
4.其他方式
ClassLoader cl =对象.getClass().getClassLoader); Class clazz4 = cl.loadClass(“类的全类名”);
5.基本数据(int, char,boolean,float,double,byte,long,short)按如下方式得到Class类对象
Class cls =基本数据类型.class
6.基本数据类型对应的包装类,可以通过.TYPE得到Class类对象
Class cls =包装类.TYPE
package com.hspedu.reflection.class_;
import com.hspedu.Car;
public class GetClass_ {
public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException {
String classAllPath = "com.hspedu.Car";
Class<?> cls1 = Class.forName(classAllPath);
System.out.println(cls1);
Class<Car> carClass = Car.class;
System.out.println(carClass);
Car car = new Car();
Class cls3 = car.getClass();
System.out.println(cls3);
ClassLoader classLoader = car.getClass().getClassLoader();
Class<?> aClass = classLoader.loadClass(classAllPath);
System.out.println(aClass);
System.out.println(cls1.hashCode());
System.out.println(carClass.hashCode());
System.out.println(cls3.hashCode());
System.out.println(aClass.hashCode());
Class<Integer> integerClass = int.class;
Class<Character> characterClass = char.class;
Class<Boolean> booleanClass = boolean.class;
System.out.println(integerClass);
Class<Integer> type1 = Integer.TYPE;
Class<Character> type2 = Character.TYPE;
System.out.println(type1);
System.out.println(integerClass.hashCode());
System.out.println(type1.hashCode());
}
}
哪些类型有 Class 对象
1.外部类,成员内部类,静态内部类,局部内部类,匿名内部类 2. interface:接口 3.数组 4. enum:枚举 5. annotation:注解 6.基本数据类型 7. void
package com.hspedu.reflection.class_;
import java.io.Serializable;
public class AllTypeClass {
public static void main(String[] args) {
Class<String> cls1 = String.class;
Class<Serializable> cls2 = Serializable.class;
Class<Integer[]> cls3 = Integer[].class;
Class<float[][]> cls4 = float[][].class;
Class<Deprecated> cls5 = Deprecated.class;
Class<Thread.State> cls6 = Thread.State.class;
Class<Long> cls7 = long.class;
Class<Void> cls8 = void.class;
Class<Class> cls9 = Class.class;
System.out.println(cls1);
System.out.println(cls2);
System.out.println(cls3);
System.out.println(cls4);
System.out.println(cls5);
System.out.println(cls6);
System.out.println(cls7);
System.out.println(cls8);
System.out.println(cls9);
}
}
类加载
1.类加载的基本说明和加载时机
反射机制是java实现动态语言的关键,也就是通过反射实现类动态加载。 1.静态加载:编译时加载相关的类,如果没有则报错,依赖性太强 2.动态加载:运行时加载需要的类,如果运行时不用该类,即使不存在该类,则不报错,降低了依赖性
1)当创建对象时(new)//静态加载 2)当子类被加载时,父类也加载//静态加载 3)调用类中的静态成员时//静态加载 4)通过反射//动态加载 Class.forName(“com.test.Cat”);
2.类加载过程图
3.连接阶段-验证
1.目的是为了确保 Class文件的字节流中包含的信息符合当前虚拟机的要求,并且不会危害虚拟机自身的安全。 2.包括:文件格式验证(是否以魔数oxcafebabe开头)、元数据验证、字节码验证和符号引用验证 3.可以考虑使用-Xverify:none 参数来关闭大部分的类验证措施,缩短虚拟机类加载的时间。
4.连接阶段-准备
JVM会在该阶段对静态变量,分配内存并默认初始化(对应数据类型的默认初始值,如0、OL、null、false等)。这些变量所使用的内存都将在方法区中进行分配
package com.hspedu.reflection.classload_;
public class ClassLoad02 {
public static void main(String[] args) {
}
}
class A {
public int n1 = 10;
public static int n2 = 20;
public static final int n3 = 30;
}
5.Initialization(初始化)
1.到初始化阶段,才真正开始执行类中定义的Java程序代码,此阶段是执行()方法的过程。
2.()方法是由编译器按语句在源文件中出现的顺序,依次自动收集类中的所有静态变量的赋值动作和静态代码块中的语句,并进行合并。
3.虚拟机会保证一个类的()方法在多线程环境中被正确地加锁、同步,如果多个线程同时去初始化一个类,那么只会有一个线程去执行这个类的()方法,其他线程都需要阻塞等待,直到活动线程执行()方法完毕[debug源码]
package com.hspedu.reflection.classload_;
public class ClassLoad03 {
public static void main(String[] args) {
B b = new B();
System.out.println(B.num);
}
}
class B {
static {
System.out.println("B 静态代码块被执行");
num = 300;
}
static int num = 100;
public B() {
System.out.println("B() 构造器被执行");
}
}
通过反射获取类的结构信息
1 第一组: java.lang.Class 类
- getName:获取全类名
- getSimpleName:获取简单类名
- getFields:获取所有public修饰的属性,包含本类以及父类的
- getDeclaredFields:获取本类中所有属性
- getMethods:获取所有public修饰的方法,包含本类以及父类的
- getDeclaredMethods:获取本类中所有方法
- getConstructors: 获取本类所有public修饰的构造器
- getDeclaredConstructors:获取本类中所有构造器
- getPackage:以Package形式返回包信息
- getSuperClass:以Class形式返回父类信息
- getlnterfaces:以Class0形式返回接口信息
- getAnnotations:以Annotation[]形式返回注解信息
2 第二组: java.lang.reflect.Field 类
1.getModifiers:以int形式返回修饰符 [说明:默认修饰符是0,public 是1,private是2,protected是4,static是8,final是16], public(1) + static (8) =9
2.getType:以Class形式返回类型
3.getName:返回属性名
3 第三组: java.lang.reflect.Method
1.getModifiers:以int形式返回修饰符 [说明:默认修饰符是0,public 是1,private是2,protected是4static是8, final是16]
2.getReturnType:以Class形式获取返回类型
3.getName:返回方法名
4.getParameterTypes:以Class[返回参数类型数组
4 第四组: java.lang.reflect.Constructor
1.getModifiers: 以int形式返回修饰符
2.getName:返回构造器名(全类名)
3.getParameterTypes:以Class[]返回参数类型数组
package com.hspedu.reflection;
import java.lang.annotation.Annotation;
import java.lang.reflect.Constructor;
import java.lang.reflect.Field;
import java.lang.reflect.Method;
public class ReflectionUtils {
public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException {
Class<?> presonCls = Class.forName("com.hspedu.reflection.Person");
Field[] declaredFields = presonCls.getDeclaredFields();
for (Field declaredField : declaredFields) {
System.out.println("本类中所有属性=" + declaredField.getName()
+ " 该属性的修饰符值=" + declaredField.getModifiers()
+ " 该属性的类型=" + declaredField.getType());
}
Method[] declaredMethods = presonCls.getDeclaredMethods();
for (Field declaredField : declaredFields) {
System.out.println("本类中所有方法=" + declaredField.getName()
+ " 该方法的访问修饰符值=" + declaredField.getModifiers()
);
}
Constructor<?>[] declaredConstructors = presonCls.getDeclaredConstructors();
for (Constructor<?> declaredConstructor : declaredConstructors) {
System.out.println("====================");
System.out.println("本类中所有构造器=" + declaredConstructor.getName());
Class<?>[] parameterTypes = declaredConstructor.getParameterTypes();
for (Class<?> parameterType : parameterTypes) {
System.out.println("该构造器的形参类型=" + parameterType);
}
}
}
public void api_01() throws ClassNotFoundException {
Class<?> personCls = Class.forName("com.hspedu.reflection.Person");
System.out.println(personCls.getName());
System.out.println(personCls.getSimpleName());
Field[] fields = personCls.getFields();
for (Field field : fields) {
System.out.println("本类以及父类的属性=" + field.getName());
}
Field[] declaredFields = personCls.getDeclaredFields();
for (Field declaredField : declaredFields) {
System.out.println("本类中所有属性=" + declaredField.getName());
}
Method[] methods = personCls.getMethods();
for (Method method : methods) {
System.out.println("本类以及父类的方法=" + method.getName());
}
Method[] declaredMethods = personCls.getDeclaredMethods();
for (Method declaredMethod : declaredMethods) {
System.out.println("本类中所有方法=" + declaredMethod.getName());
}
Constructor<?>[] constructors = personCls.getConstructors();
for (Constructor<?> constructor : constructors) {
System.out.println("本类的构造器=" + constructor.getName());
}
Constructor<?>[] declaredConstructors = personCls.getDeclaredConstructors();
for (Constructor<?> declaredConstructor : declaredConstructors) {
System.out.println("本类中所有构造器=" + declaredConstructor.getName());
}
System.out.println(personCls.getPackage());
Class<?> superclass = personCls.getSuperclass();
System.out.println("父类的class对象=" + superclass);
Class<?>[] interfaces = personCls.getInterfaces();
for (Class<?> anInterface : interfaces) {
System.out.println("接口信息=" + anInterface);
}
Annotation[] annotations = personCls.getAnnotations();
for (Annotation annotation : annotations) {
System.out.println("注解信息=" + annotation);
}
}
}
class A {
public String hobby;
public void hi() {
}
public A() {
}
public A(String name) {
}
}
interface IA {
}
interface IB {
}
@Deprecated
class Person extends A implements IA, IB {
public String name;
protected static int age;
String job;
private double sal;
public Person() {
}
public Person(String name) {
}
private Person(String name, int age) {
}
public void m1(String name, int age, double sal) {
}
protected String m2() {
return null;
}
void m3() {
}
private void m4() {
}
}
通过反射创建对象
-
方式一:调用类中的public修饰的无参构造器 -
方式二:调用类中的指定构造器 -
Class类相关方法 newlnstance:调用类中的无参构造器,获取对应类的对象 getConstructor(Class…clazz):根据参数列表,获取对应的public构造器对象getDecalaredConstructor(Class…clazz):根据参数列表,获取对应的所有构造器对象 -
Constructor类相关方法setAccessible:暴破 newlnstance(Object…obj):调用构造器
package com.hspedu.reflection;
import java.lang.reflect.Constructor;
import java.lang.reflect.InvocationTargetException;
public class ReflecCreateInstance {
public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException, IllegalAccessException, InstantiationException, NoSuchMethodException, InvocationTargetException {
Class<?> userClass = Class.forName("com.hspedu.reflection.User");
Object o = userClass.newInstance();
System.out.println(o);
Constructor<?> constructor = userClass.getConstructor(String.class);
Object hsp = constructor.newInstance("hsp");
System.out.println("hsp=" + hsp);
Constructor<?> constructor1 = userClass.getDeclaredConstructor(int.class, String.class);
constructor1.setAccessible(true);
Object user2 = constructor1.newInstance(100, "张三丰");
System.out.println("user2=" + user2);
}
}
class User {
private int age = 10;
private String name = "韩顺平教育";
public User() {
}
public User(String name) {
this.name = name;
}
private User(int age, String name) {
this.age = age;
this.name = name;
}
public String toString() {
return "User [age=" + age + ", name=" + name + "]";
}
}
通过反射访问类中的成员
1.根据属性名获取Field对象
Field f = clazz对象.getDeclaredField(属性名);
2.暴破:f.setAccessible(true); 1/f 是Field
3.访问 f.set(o.值);1/o表示对象syso(f.get(o));//o表示对象
4.注意:如果是静态属性,则set和get中的参数o,可以写成null
package com.hspedu.reflection;
import java.lang.reflect.Field;
/
public class ReflecAccessProperty {
public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException, IllegalAccessException, InstantiationException, NoSuchFieldException {
Class<?> stuClass = Class.forName("com.hspedu.reflection.Student");
Object o = stuClass.newInstance();
System.out.println(o.getClass());
Field age = stuClass.getField("age");
age.set(o, 88);
System.out.println(o);
System.out.println(age.get(o));
Field name = stuClass.getDeclaredField("name");
name.setAccessible(true);
name.set(null, "老韩~");
System.out.println(o);
System.out.println(name.get(o));
System.out.println(name.get(null));
}
}
class Student {
public int age;
private static String name;
public Student() {
}
public String toString() {
return "Student [age=" + age + ", name=" + name + "]";
}
}
访问方法 ReflecAccessMethod.java
1根据方法名和参数列表获取Method方法对象:Method m = clazz.getDeclaredMethod(方法名,XX.class);//得到本类的所有方法 2.获取对象:Object o=clazz.newlnstance(); 3.暴破:m.setAccessible(true); 4、访问:Object returnValue = m.invoke(o,实参列表);//o 就是对象5.注意:如果是静态方法,则invoke的参数o,可以写成null!
package com.hspedu.reflection;
import java.lang.reflect.InvocationTargetException;
import java.lang.reflect.Method;
public class ReflecAccessMethod {
public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException, NoSuchMethodException, IllegalAccessException, InstantiationException, InvocationTargetException {
Class<?> bossCls = Class.forName("com.hspedu.reflection.Boss");
Object o = bossCls.newInstance();
Method hi = bossCls.getDeclaredMethod("hi", String.class);
hi.invoke(o, "韩顺平教育~");
Method say = bossCls.getDeclaredMethod("say", int.class, String.class, char.class);
say.setAccessible(true);
System.out.println(say.invoke(o, 100, "张三", '男'));
System.out.println(say.invoke(null, 200, "李四", '女'));
Object reVal = say.invoke(null, 300, "王五", '男');
System.out.println("reVal 的运行类型=" + reVal.getClass());
Method m1 = bossCls.getDeclaredMethod("m1");
Object reVal2 = m1.invoke(o);
System.out.println("reVal2的运行类型=" + reVal2.getClass());
}
}
class Monster {}
class Boss {
public int age;
private static String name;
public Boss() {
}
public Monster m1() {
return new Monster();
}
private static String say(int n, String s, char c) {
return n + " " + s + " " + c;
}
public void hi(String s) {
System.out.println("hi " + s);
}
}
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