Java反射之深入理解

目录

• 一、Java反射机制概述
• 二、理解Class类并获取Class实例
• 关于java.lang.Class类的理解
• 三、通过反射创建对应的运行时类的对象(反射的应用1)
• 四、获取运行时类的完整结构(反射的应用2)
• 1.获取当前运行时类的属性结构
• 2.获取运行时类的方法结构
• 3.获取运行时类的其他结构
• 五、调用运行时类的指定结构(反射的应用3)

一、Java反射机制概述

//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());//Person{name='Tom', age=10}
        p1.show();//你好，我是一个人
        //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
    }
    //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。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的方式过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
什么时候后使用：反射的方式？

(反射的特征：动态性)在编译时不能确定要造那个类的对象时，使用反射。
疑问2：反射的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。我的理解：开发中，封装性给我们的提示是，私有的属性不建议直接修改，而是通过get、set方法去做。反射给我们的的提示是，不建议直接修该的私有属性，如果非要修改，也是可以通过反射修改的。总结：反射解决的是能不能调用的问题，封装性解决的是建议我们如何掉的问题。

二、理解Class类并获取Class实例

关于java.lang.Class类的理解

//获取Class的实力的方式(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);//class zx_reflection.Person
        //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);//class zx_reflection.Person
        //方式三：调用Class的静态方法：forName(String classPath)（这种方式常用）
        Class clazz3 = Class.forName("class zx_reflection.Person");
        System.out.println(clazz3);//class zx_reflection.Person
        System.out.println(clazz1 == clazz2);//true
        System.out.println(clazz1 == clazz3);//true
        //方式四：使用类的加载器：ClassLoader(了解)
        ClassLoader classLoader = ReflectionTest.class.getClassLoader();
        Class clazz4 = classLoader.loadClass("class zx_reflection.Person");
        System.out.println(clazz4);
    }
    //Class实例可以时那些结构的说明：
    @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();
        //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);//true
    }

1.类的加载的过程：
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加载到内存中的运行时类。
3.加载到内存中的一个运行时类，会缓存一段时间；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。

 @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);//sun.misc.Launcher$AppClassLoader@18b4aac2
        //调用系统类加载器的getParent():获取扩展类加载器
        ClassLoader classLoader1 = classLoader.getParent();
        System.out.println(classLoader1);//sun.misc.Launcher$ExtClassLoader@54bedef2
        //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: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");
//        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);//user = 吴飞,passwordabc123
    }

三、通过反射创建对应的运行时类的对象(反射的应用1)

public class NewInstanceTest {
    @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
         */
        Person obj = clazz.newInstance();
        System.out.println(obj);//Person{name='null', age=0}
    }
    //体会反射的动态性
    @Test
    public void test2() {
        int num = new Random().nextInt(3);//0,1,2
        String classPath = "";
        switch(num){
            case 0:
                classPath = "java.util.Date";
                break;
            case 1:
                classPath = "java.lang.Object";
                break;
            case 2:
                classPath = "zx_reflection/Person.java";
                break;
            try {
                Object obj = getInstance(classPath);
            } 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);
        return clazz.newInstance();
    }
}

总结：创建类的对象的方式？

方式一：new + 构造器

方式二：要创建Xxx类的对象，可以考虑：Xxx、Xxxs、XxxBuilder类中查看是否有静态方法的存在。可以调用其静态方法，创建Xxx对象。

方式三：通过反射。(使用频率、先后顺序与书写顺序一致)

四、获取运行时类的完整结构(反射的应用2)

1.获取当前运行时类的属性结构

@Test
    public void test1(){
        Class clazz = Person.class;
        //获取属性结构
        //getFields():获取当前运行时及其父类中声明为public访问权限的属性
        Field[] fields = clazz.getFields();
        for(Field f : fields){
            System.out.println(f);
        }
        System.out.println();
        //getDeclaredFields():获取当前运行时类中声明的所有属性。(不包含父类中声明的属性)
        Field[] declaredFields = clazz.getDeclaredFields();
        for(Field f : declaredFields){
            System.out.println(f);
        }
    }
    @Test
    public void test2(){
        Class clazz = Person.class;
        Field[] declaredFields = clazz.getDeclaredFields();
        for(Field f : declaredFields){
            //1.权限修饰符
            int modifiers = f.getModifiers();
            System.out.print(Modifier.toString(modifiers) + "\t");
            //2.数据类型
            Class type = f.getType();
            System.out.print(type.getName() + "\t");
            //3.变量名
            String fName = f.getName();
            System.out.print(fName);
        }
    }

2.获取运行时类的方法结构

 @Test
    public void test1(){
        Class clazz = Person.class;
        //getMethods():获取当前运行时类及所有父类中声明为public权限的方法
        Method[] methods = clazz.getMethods();
        for(Method m : methods){
            System.out.println(m);
        }
        System.out.println();
        //getDeclaredMethods():获取当前运行时类中声明的所有方法。(不包含父类中声明的方法)
        Method[] declaredMethods = clazz.getDeclaredMethods();
        for(Method m : declaredMethods){
            System.out.println(m);
        }
    }
    /*
    @Xxxx
    权限修饰符   返回值类型   方法名(参数类型1 形参名1，...) throws XxxException{}
     */
    @Test
    public void test2(){
        Class clazz = Person.class;
        Method[] declaredMethods = clazz.getDeclaredMethods();
        for(Method m : declaredMethods){
            //1.获取方法声明的注释
            Annotation[] annos = m.getAnnotations();
            for(Annotation a : annos){
                System.out.println(a);
            }
            //2.权限修饰符
            System.out.print(Modifier.toString(m.getModifiers()) + "\t");
            //3.返回值类型
            System.out.print(m.getReturnType().getName() + "\t");
            //4.方法名
            System.out.print(m.getName());
            System.out.print("(");
            //5.形参列表
            Class[] parameterTypes = m.getParameterTypes();
            if(!(parameterTypes == null && parameterTypes.length == 0)){
                for(int i = 0;i < parameterTypes.length;i++){
                    if(i == parameterTypes.length - 1){
                        System.out.println(parameterTypes[i].getName() + "args_" + i);
                        break;
                    }
                    System.out.print(parameterTypes[i].getName() + "args_" + i + ",");
                }
            }
            System.out.print(")");
            //6.抛出的异常
            Class[] exceptionTypes = m.getExceptionTypes();
            if(exceptionTypes.length > 0){
                System.out.print("throws ");
                for(int i = 0;i < exceptionTypes.length;i++){
                    if(i == exceptionTypes.length - 1){
                        System.out.println(exceptionTypes[i].getName());
                        break;
                    }
                    System.out.println(exceptionTypes[i].getName() + ",");
                }
            }
        }
    }

3.获取运行时类的其他结构

 /*
    获取构造器结构
     */
    @Test
    public void test1(){
        Class clazz = Person.class;
        //getConstructors():获取当前运行时类中声明为public的构造器
        Constructor[] constructors = clazz.getConstructors();
        for(Constructor c : constructors){
            System.out.println(c);
        }
        System.out.println();
        //getDeclaredConstructors():获取当前运行时类中声明的所有的构造器
        Constructor[] declaredConstructors = clazz.getDeclaredConstructors();
        for(Constructor c : declaredConstructors){
            System.out.println(c);
        }
    }
    /*
    获取运行时类的父类
     */
    @Test
    public void test2(){
        Class clazz = Person.class;
        Class superclass = clazz.getSuperclass();
        System.out.println(superclass);//class zx_reflection1.Creature
    }
    /*
    获取运行时类的带泛型的父类
     */
    @Test
    public void test3(){
        Class clazz = Person.class;
        Type genericSuperclass = clazz.getGenericSuperclass();
        System.out.println(genericSuperclass);//zx_reflection1.Creature<java.lang.String>
    }
    /*
    获取运行时类的带泛型的父类的泛型
     */
    @Test
    public void test4(){
        Class clazz = Person.class;
        Type genericSuperclass = clazz.getGenericSuperclass();
        ParameterizedType paramType = (ParameterizedType)genericSuperclass;
        //获取泛型类型
        Type[] actualTypeArguments = paramType.getActualTypeArguments();
        System.out.println(actualTypeArguments[0].getTypeName());//java.lang.String
    }
    /*
    获取运行时类实现的接口
     */
    @Test
    public void test5(){
        Class clazz = Person.class;
        Class[] interfaces = clazz.getInterfaces();
        for(Class c : interfaces){
            System.out.println(c);
        }
        System.out.println();
        //获取运行时类的父类实现的接口
        Class[] interfaces1 = clazz.getSuperclass().getInterfaces();
        for(Class c : interfaces1){
            System.out.println(c);
        }
    }
    /*
    获取运行时类所在的包
     */
    @Test
    public void test6(){
        Class clazz = Person.class;
        Package pack = clazz.getPackage();
        System.out.println(pack);//package zx_reflection1
    }
    /*
    获取运行时类声明的注解
     */
    @Test
    public void test7(){
        Class clazz = Person.class;
        Annotation[] annotations = clazz.getAnnotations();
        for(Annotation annos : annotations){
            System.out.println(annos);//@zx_reflection1.MyAnnotation(value=hi)
        }
    }

五、调用运行时类的指定结构(反射的应用3)

@Test
    public void testField() throws Exception {
        Class clazz = Person.class;
        //创建运行时类的对象
        Person p = (Person)clazz.newInstance();
        //获取指定的属性:要求运行时类中属性声明为public（通常不采用此方法，因为属性很少声明为public，常用的在下面）
        Field id = clazz.getField("id");
        /*
        设置当前属性的值
        set():参数1：指明设置那个对象的属性  参数2：将此属性值设置为多少
         */
        id.set(p,1001);
        /*
        获取当前属性的值
        get():参数1：获取那个对象的当前属性值
         */
        int pId = (int)id.get(p);
        System.out.println(pId);
    }
    /*
    如何操作运行时类中的指定的属性----需要掌握
     */
    @Test
    public void testField1() throws Exception {
        Class clazz = Person.class;
        //创建运行时类的对象
        Person p = (Person)clazz.newInstance();
        //1.getDeclaredField(String fieldName):获取运行时类中指定变量名的属性
        Field name = clazz.getDeclaredField("name");
        //2.保证当前属性是可访问的
        name.setAccessible(true);
        //3.获取、设置指定对象的此属性值
        name.set(p,"Tom");
        System.out.println(name.get(p));
    }
    /*
    如何操作运行时类中的指定的方法 -- 需要掌握
     */
    @Test
    public void testMethod() throws Exception {
        Class clazz = Person.class;
        //创建运行时类的对象
        Person p  = (Person)clazz.newInstance();
        /*
        1.获取指定的某个方法
        getDeclaredMethod():参数1：指明获取的方法的名称  参数2：指明获取的方法的形参列表
         */
        Method show = clazz.getDeclaredMethod("show", String.class);
        //2.保证当前方法是可访问的
        show.setAccessible(true);
        /*
        2.调用方法的invoke():参数1：方法的调用者  参数2：给方法形参赋值的实参
        invoke()的返回值即为对应类中调用的方法的返回值
         */
        Object returnValue = show.invoke(p, "CHN");//String nation = p.show()
        System.out.println(returnValue);
        System.out.println("*******************如何调用静态方法*********************************");
        Method showDesc = clazz.getDeclaredMethod("showDesc");
        showDesc.setAccessible(true);
        //如果调用的运行时类中的方法没有返回值，则此invoke()返回null
        Object returnVal = showDesc.invoke(Person.class);
        System.out.println(returnVal);//null
    }
    /*
    如何调用运行时类中的指定的构造器
     */
    @Test
    public void testConstructor() throws NoSuchMethodException {
        Class clazz = Person.class;
        /*
        1.获取指定的构造器
        getDeclaredConstructor():参数：指明构造器的参数列表
         */
        Constructor constructor = clazz.getDeclaredConstructor(String.class);
        //2.保证此构造器是可访问的
        constructor.setAccessible(true);
    }

到此这篇关于Java反射之深入理解的文章就介绍到这了,更多相关Java反射内容请搜索我们以前的文章或继续浏览下面的相关文章希望大家以后多多支持我们！