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Java中的反射机制详解

一、什么是反射?

    

    在运行状态中,对于任意一个类,都能够获取到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(包括私有的方法和属性),这种动态获取的信息以及动态调用对象的方法的功能就称为java语言的反射机制。通俗点讲,通过反射,该类对我们来说是完全透明的,想要获取任何东西都可以。


    想要使用反射机制,就必须要先获取到该类的字节码文件对象(.class),通过字节码文件对象,就能够通过该类中的方法获取到我们想要的所有信息(方法,属性,类名,父类名,实现的所有接口等等),每一个类对应着一个字节码文件也就对应着一个Class类型的对象,也就是字节码文件对象。



获取字节码文件对象的三种方式。


1 Class clazz1 = Class.forName("全限定类名")

通过Class类中的静态方法forName,直接获取到一个类的字节码文件对象,此时该类还是源文件阶段,并没有变为字节码文件。


2 Class clazz2  = Person.class

当类被加载成.class文件时,此时Person类变成了.class,在获取该字节码文件对象,也就是获取自己, 该类处于字节码阶段。


3 Class clazz3 = p.getClass()

通过类的实例获取该类的字节码文件对象,该类处于创建对象阶段 

 

有了字节码文件对象才能获得类中所有的信息,我们在使用反射获取信息时,也要考虑使用上面哪种方式获取字节码对象合理,视不同情况而定。下面介绍Class类的功能。



二、反射机制能够获取哪些信息


2.1 通过反射获取类实例信息

//获取字节码文件Class clazz = Class.forName("com.demo.user");//创建User实例,这里是通过User的无参构造函数来创建的User user = (User) clazz1.newInstance();


2.2 获取指定构造器方法


2.1说明了通过无参构造器创建实例的方法,那如果只有有参的构造器该如何创建实例呢?

// 获取字节码文件Class clazz = Class.forName("com.demo.User");// 先获取有参构造器,parameterTypes:表示参数列表,有多少写多少,也可以不写,不写调用的就是无参构造函数Construtor constructor = clazz.getConstructor(int.class, String.class);// 通过构造器来实例化对象,将实际的参数传进去User user = (User) constructor.newInstance(18, "宝宝");


2.3 获取全部构造方法

Class clazz = Class.forName("com.demo.User");// 获取所有构造方法Constructor[] constructors = clazz.getConstructors();// 遍历所有构造方法for(int i = 0i < constructors.length; i++) {  // 获取每个构造函数中得参数类型字节码对象。  Class[] parameterTypes = constructors[i].getParameterTypes();  System.out.println("第"+i+"个构造函数");  for(int j = 0; j < parameterTypes.length; j++) {    //获取构造函数中参数类型    System.out.print(parameterTypes[j].getName()+",");  }}


2.4 获取类得所有成员变量


(1)、获取指定成员变量

//获取字节码文件Class clazz = Class.forName("com.demo.User");//获取实例对象User user = (User) clazz.newInstance();// 成员变量为非私有变量,使用getField(name)获取;通过name来获取指定成员变量Field field = clazz.getField("name");// 成员变量为私有属性,获得其属性对象后,还要让其打开可见权限Field field1 = clazz.getDeclaredField("id");field1.setAccessible(true);// 对其变量进行赋值操作field1.setInt(user, 5);// 获取成员变量得值System.out.println(field.getInt(user));


(2)、获取全部成员变量

Class clazz = Class.forName("com.demo.User");User user = (User) clazz.newInstance();user.setId(13); // 赋值操作user.setName("宝宝"); // 赋值操作Field[] fields = clazz.getDeclaredFields(); // 将私有的属性也一并获得for(int i = 0; i<fields.length; i++) {  fields[i].setAccessible(true); // 将属性(尤指私有属性)的权限打开  System.out.println(fields[i].get(user)); //获取成员变量的值}


2.5 获得方法并使用 

Class clazz = Class.forName("com.demo.User");User user = (User) clazz.newInstance();// 不带参数的方法, eat为不带参数的public方法/***clazz.getMethod(name, parameterTypes)* name: 方法名* parameterTypes: 方法的参数类型的Class类型,没有则什么都不填,比如参数为string,则填String.class*/Method method = clazz.getMethod("eat");// 调用方法/*** method.invoke(obj, args)* obj: 方法的对象* args: 实际的参数值,没有则不填*/method.invoke(user);
// 带参数的方法,sing为带一个String类型参数的方法Method method1 = clazz.getMethod("sing", String.class);method1.invoke(user, "小明");
// 获取私有的方法,和获取私有属性一样,say为私有方法Method method2 = clazz.getDeclaredMethod("say");methods.setAccessible(true);method2.invoke(user);


2.6 获取所有方法

Method[] methods = clazz.getDeclaredMethods();User user = (Userclazz.newInstance();for(Method method : methods) {  method.setAccessible(true);  System.out.ptintln(method.getName());  // 获得方法的参数,又回到了之前的代码  Class<?> parameterTypes = method.getParameterTypes();  for(int j=0; j<parameterTypes.length; j++) {    // 获取构造函数中的参数类型    System.out.print(parameterTypes[j].getName()+",");  }}


2.7 获得该类的所有接口


 Class[] getInterfaces():确定此对象所表示的类或接口实现的接口

 返回值:接口的字节码文件对象的数组


2.8 获取指定资源的输入流


 InputStream getResourceAsStream(String name)  

 return:一个 InputStream 对象;如果找不到带有该名称的资源,则返回 null

 参数:所需资源的名称,如果以"/"开始,则绝对资源名为"/"后面的一部分。

 

2.9 动态代理的概述和实现

  动态代理:一种设计模式,其非常简单,很容易理解,你自己可以做这件事,但是觉得自己做非常麻烦或者不方便,所以就叫一个另一个人(代理)来帮你做这个事情,而你就不用管了,这就是动态代理。举个例子,买火车票叫人代买。 

  在程序运行过程中产生的这个对象,而程序运行过程中产生对象其实就是我们刚才反射讲解的内容,所以,动态代理其实就是通过反射来生成一个代理

  在Java中java.lang.reflect包下提供了一个Proxy类和一个InvocationHandler接口,通过使用这个类和接口就可以生成动态代理对象。JDK提供的代理只能针对接口做代理。我们有更强大的代理cglib,Proxy类中的方法创建动态代理类对象分三步,但是注意JDK提供的代理只能针对接口做代理,也就是下面的第二步返回的必须要是一个接口。

  1、new出代理对象,通过实现InvacationHandler接口,然后new出代理对象来。

  2、通过Proxy类中的静态方法newProxyInstance,来将代理对象假装成那个被代理的对象,也就是如果叫人帮我们代买火车票一样,那个代理就假装成我们自己本人

   3、执行方法,代理成功

    将代理对象中的内容进行实现

public class MyInvocationHandler implements InvocationHandler{  private Object target;    public MyInvocationHandler(Object target) {    this.target = target;  }    @Override  public Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args) throws Throwable {    System.out.println("权限校验");    method.invoke(target, args);    System.out.println("日志打印");    return null;  }}
public interface Student{
public void login(); public void submit();}
@Overridepublic void login(){  System.out.println("登录");}
@Overridepublic void submit() {  System.out.println("提交");}
MyInvocationHandler m = new MyInvocationHandler(si);Student s = (Student) Proxy.newProxyInstance(si.getClass().getClassLoader(), si.getClass().getInterfaces(), m);s.login();s.submit();

注意newProxyInstance的三个参数,第一个,类加载器,第二个被代理对象的接口,第三个代理对象。  

 

 

2.10 还有很多方法,比如获得类加载器,等等


  具体还需要别的,就通过查看API文档来解决。



三、反射机制的应用是咧


3.1 利用反射,在泛型为int的arryaList集合中存放一个String类型的对象

   原理:集合中的泛型只在编译器有效,而到了运行期,泛型则会失效

List<Integer> list = new ArrayList<Integer>;list.add(4);list.add(5);Class clazz = list.getClass();Method method = clazz.getMethod("add", Object.class);method.invoke(list, "ddd");System.out.println(list);



四、总结


在我们日常开发中,反射用到的比较少,或者即使碰到也不知道这里是用反射实现的,了解反射的实现更利于我们写代码,这篇文章只介绍了反射的基本知识,更多使用场景在实际开发中遇到会更加好理解。


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