Java的枚举,注解和反射(二)

目录

• 反射
• 什么是反射？
• 反射的用途
• 反射的具体作用
• 反射的主要API
• Class类
• 总结

反射

什么是反射？

反射是指在程序运行期间，可以通过Reflection Api提供方法可以获取任何类的内部的信息，并能直接操作任意类的方法和属性。反射被视为动态语言的关键。

//在反射之前可以做的事情
    @Test
    public void Test1() {
        //创建Person类的对象
        Person person = new Person("name", 78);
        //通过对象调用其内部的方法和属性
        person.setAge(20);
        System.out.println(person.toString());
        person.show();
        //在Person类的外部，不能通过对象调用其内部的私有的结构
    }
    //在反射之后可以做的事情
    @Test
    public void Test2() throws Exception {
        //通过反射创建Person类的对象
        Class classPerson = Person.class;
        Constructor constructor = classPerson.getConstructor(String.class, int.class);
        Object object = constructor.newInstance("Tom", 13);
        Person person = (Person) object;
        System.out.println(person.toString());
        //通过反射获取Person内部的属性和方法
        Field name = classPerson.getField("name");
        name.set(person, "Jack");
        System.out.println(person.toString());
        //调方法
        Method show = classPerson.getDeclaredMethod("show");
        show.invoke(person);
        //调用私有的构造方法
        Constructor constructor1 = classPerson.getDeclaredConstructor(String.class);
        constructor1.setAccessible(true);
        Person person1 = (Person) constructor1.newInstance("Marry");
        System.out.println(person1);
        //调用私有的方法
        Method showNation = classPerson.getDeclaredMethod("showNation", String.class);
        showNation.setAccessible(true);
        showNation.invoke(person1, "中国");
    }

结果：

未使用反射

使用反射：

Person类

package reflection;
/**
 * user：ypc；
 * date：2021-06-20;
 * time: 13:55;
 */
public class Person {
    public String name;
    private int age;
    public String getName() {
        return name;
    }
    public void setName(String name) {
        this.name = name;
    }
    public Person() {
    }
    public int getAge() {
        return age;
    }
    public void setAge(int age) {
        this.age = age;
    }
    public Person(String name, int age) {
        this.age = age;
        this.name = name;
    }
    private Person(String name) {
        this.name = name;
    }
    @Override
    public String toString() {
        return "Person{" +
                "name='" + name + '\'' +
                ", age=" + age +
                '}';
    }
    public void show() {
        System.out.println("I am a person");
    }
    private String showNation(String nation) {
        return nation;
    }

}

反射的用途

1、在日常的第三方应用开发过程中，经常会遇到某个类的某个成员变量、方法或是属性是私有的或是只对系统应用开放，这时候就可以利用Java的反射机制通过反射来获取所需的私有成员或是方法 。

2、反射最重要的用途就是开发各种通用框架，比如在spring中，我们将所有的类Bean交给spring容器管理，无论是XML配置Bean还是注解配置，当我们从容器中获取Bean来依赖注入时，容器会读取配置，而配置中给的就是类的信息，spring根据这些信息，需要创建那些Bean，spring就动态的创建这些类。

Java程序中许多对象在运行时会出现两种类型：运行时类型(RTTI)和编译时类型，例如Person p = new Student()；这句代码中p在编译时类型为Person，运行时类型为Student。程序需要在运行时发现对象和类的真实信息。而通过使用反射程序就能判断出该对象和类属于哪些类。

在类被加载完成之后，就会在堆区，产生一个Class对象，这个对象就包含了存这个类的全部的结构信息。我们就可以通过这个对象看到这个类的全部的信息。

这个对象就像一面镜子，通过这个镜子可以看到这个类的全部的信息结构。所以称之为反射。

正常的方式：通过引入需要导入的包类的名称---->通过new来实例化---->得到实例化的对象

反射的方式：实例化对象---->通过getClass（）方法---->得到完整的包类的名称

反射的具体作用

• 在运行的时候判断任意的一个对象所属的类
• 在运行的时候构造任意一个类的对象
• 在运行 的时候判断任意一个类的成员变量和方法
• 在运行的时获取泛型的信息
• 在运行的时候调用任意一个类的成员变量和方法
• 在运行的时候处理注解
• 生成动态代理

反射的主要API

类名 用途

Class类 代表类的实体，在运行的Java应用程序中表示类和接口

Field类 代表类的成员变量/类的属性

Method类 代表类的方法

Constructor类 代表类的构造方法

通过直接new 的方式和反射 都可以直接调用公共的结构，在开发的时候应该使用哪一个呢？

建议：使用new 的方式来创建对象。

什么时候使用反射呢？

反射的特性：动态性。就是在编译的时候不知道要创建什么样的对象的时候，可以使用反射方式来创建对象。比如在后端部署的服务器，前端传来的时登录的请求的话，就创建登录对应的对象。前端传来的是注册所对应的请求的话，就创建登录所对应的对象，这就是反射的动态特性。

反射的机制和封装是不矛盾的呢？

封装是告诉你不要调，反射可以调。

Class类

在Object类中定义了以下的方法，此方法将被所有子类继承：

public final Class getClass()

以上的方法返回值的类型是一个Class类，此类是Java反射的源头，实际上所谓反射从程序的运行结果来看也很好理解，即可以通过对象反射求出类的名称。

对象使用反射后可以得到的信息：某个类的属性、方法和构造器、某个类到底实现了哪些接口。对于每个类而言，JRE都为其保留一个不变的Class类型的对象。一个Class对象包含了特定某个结构（ class/interface/enum/annotation/primitive type/void/[]）的有关信息。也就是这些类型可以有Class对象：class 成员内部类、 静态内部类、 局部内部类 、 匿名内部类、接口、数组、枚举、注解、基本的数据类型、void等。

注意：

Class本身也是一个类

Class对象只能由系统建立对象

一个加载的类在JVM中只会有一个Class实例

一个Class对象对应的是一个加载到JVM中的一个.class文件

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可以完整地得到一个类中的所有被加载的结构

Class类是Reflection的根源，针对任何你想动态加载、运行的类，只有先获得相应的Class对象，才能继续下去。

关于java.lang.Class的理解：

类的加载过程：

程序通过javac.exe命令，生成一个或多个字节码文件。接着使用java.exe命令来对某个字节码文件来解释运行。将字节码文件加载到内存中，这个过程称为类的加载。加载到内存中的类，就被称为运行时类，此运行使类就称为Class 的一个实例。

Class 实例就对应着一个运行时类，加载到内存中的运行时类，会缓存一段时间。在此时间之内，可以通过不同的方式来获取运行时类。

获取Class实例的四种方式

    //     Class 实例就对应着运行时类
    @Test
    public void test3() throws ClassNotFoundException {
        //方式1 调用运行时类的属性：.class
        Class clazz1 = Person.class;
        System.out.println(clazz1);
        //方式2 通过运行时类的对象来调用
        Person person = new Person();
        Class clazz2 = person.getClass();
        System.out.println(clazz2);

        //方式3 通过Class的静态方法 forName(类的全路径名称)
        Class clazz3 = Class.forName("reflection.Person");
        System.out.println(clazz3);
        //方式4 通过类加载器：ClassLoader
        ClassLoader classLoader = ReflectionDemo1.class.getClassLoader();
        Class clazz4 = classLoader.loadClass("reflection.Person");
        System.out.println(clazz4);
        System.out.println(clazz1 == clazz2);
        System.out.println(clazz1 == clazz3);
        System.out.println(clazz1 == clazz4);
    }

通过反射创建运行时类的对象

package reflection;
import org.junit.Test;
import java.util.Random;
/**
 * user：ypc；
 * date：2021-06-21;
 * time: 20:36;
 */
public class NewInstanceDemo {
    @Test
    public void test1() throws IllegalAccessException, InstantiationException {
        Class<Person> personClass = Person.class;
        /*
        newInstance()方法可以创建运行时类的实列，其内部也时调用内的无参的构造方法来创建对象
         */
        Person person = personClass.newInstance();
        System.out.println(person);
    }
    @Test
    public void test2() throws IllegalAccessException, InstantiationException, ClassNotFoundException {
        //在编译的时候不知道要创建的对象。只有运行的时候才知道要创建的对象
        for (int i = 0; i < 100; i++) {
            int num = new Random().nextInt(3);
            String classPath = "";
            switch (num) {
                case 0:
                    classPath = "java.util.Date";
                    break;
                case 1:
                    classPath = "java.lang.Object";
                    break;
                case 2:
                    classPath = "reflection.Person";
                    break;
            }
            Object object = getInstance(classPath);
            System.out.println(object);
        }
    }
    //创建一个指定类的对象
    public Object getInstance(String classPath) throws ClassNotFoundException, IllegalAccessException, InstantiationException {
        Class clazz = Class.forName(classPath);
        return clazz.newInstance();
    }
}

通过反射获取运行类的属性及权限修饰符、变量名 、数据的类型

    @Test
    public void test1(){
        //getFields()获取的是运行时类及其父类中public的属性
        Class clazz = Person.class;
        Field[] fields = clazz.getFields();
        for (Field field: fields) {
            System.out.println(field);
        }
        System.out.println();
        //getDeclaredFields():获取当前运行类的所有属性
        Field[] declaredFields = clazz.getDeclaredFields();
        for (Field field:declaredFields) {
            System.out.println(field);
        }
    }

    //权限修饰符  变量名  数据的类型
    @Test
    public void test2(){
        Class clazz = Person.class;
        Field[] declaredFields = clazz.getDeclaredFields();
        for (Field field:declaredFields) {
            //权限修饰符
            System.out.println(Modifier.toString(field.getModifiers())+"\t");

            //变量名
            System.out.println(field.getType()+"\t");
            //数据的类型
            System.out.println(field.getName()+"\t");
        }
    }

通过反射获取运行时类的方法结构及其内部结构

package reflection2;
import org.junit.Test;
import java.lang.annotation.Annotation;
import java.lang.reflect.Method;
import java.lang.reflect.Modifier;
/**
 * user：ypc；
 * date：2021-06-22;
 * time: 13:32;
 */
public class MethodDemo {
    @Test
    public void test1() {
        //获取当前运行时类及其父类中所有声明为public的方法
        Class clazz = Person.class;
        Method[] methods = clazz.getMethods();
        for (Method method : methods) {
            System.out.println(method);
        }
        System.out.println();
        //获取当前运行时类所有的方法
        Method[] declaredMethods = clazz.getDeclaredMethods();
        for (Method method : declaredMethods) {
            System.out.println(method);
        }
    }
    //@xxx注解
    //权限修饰符  方法结构   返回值的类型
    @Test
    public void test2() {
        Class clazz = Person.class;
        Method[] declaredMethods = clazz.getDeclaredMethods();
        for (Method method : declaredMethods) {
            //获取方法的注解
            Annotation[] annotations = method.getDeclaredAnnotations();
            for (Annotation annotation : annotations) {
                System.out.print(annotation);
            }
            //获取权限的修饰符
            System.out.print(Modifier.toString(method.getModifiers()) + "\t");
            //获取返回值的类型
            System.out.print(method.getReturnType().getName() + "\t");
            //方法名
            System.out.print(method.getName());
            System.out.print("(");
            //获取形参的列表
            Class[] parameterTypes = method.getParameterTypes();
            if (!(parameterTypes == null && parameterTypes.length == 0)) {
                for (int i = 0; i < parameterTypes.length; i++) {
                    if (i == parameterTypes.length - 1) {
                        System.out.print(parameterTypes[i].getName() + " args__" + i);
                    } else {
                        System.out.print(parameterTypes[i].getName() + " args__" + i + ",");
                    }
                }
            }
            System.out.print(")");
            //获取方法的异常
            Class[] exceptionTypes = method.getExceptionTypes();
            if (exceptionTypes.length != 0) {
                System.out.print("throws");
                for (int i = 0; i < exceptionTypes.length; i++) {
                    if (i == exceptionTypes.length - 1) {
                        System.out.print(exceptionTypes[i].getName());
                    } else {
                        System.out.print(exceptionTypes[i].getName() + ",");
                    }
                }
            }
            System.out.println();
        }
    }
}

test1():

test2():

通过反射获取运行时类的构造结构

    @Test
    public void test1() {
        Class clazz = Person.class;
        //获取运行时类的public构造方法
        Constructor[] constructors = clazz.getConstructors();
        for (Constructor constructor : constructors) {
            System.out.println(constructor);
        }
        System.out.println();
        //获取当前运行时类中的所有的构造方法
        Constructor[] declaredConstructors = clazz.getDeclaredConstructors();
        for (Constructor declaredConstructor : declaredConstructors) {
            System.out.println(declaredConstructor);
        }
    }

通过反射获取运行时类的父类和父类的泛型、注解、接口、所在包

反射所使用到的包、接口、类、注释等👇

package reflection2;
/**
 * user：ypc；
 * date：2021-06-21;
 * time: 21:38;
 */
public interface MyInterface {
    void info();
}

package reflection2;
import java.lang.annotation.Retention;
import java.lang.annotation.RetentionPolicy;
import java.lang.annotation.Target;
import static java.lang.annotation.ElementType.*;

@Target({TYPE, FIELD,CONSTRUCTOR,ANNOTATION_TYPE,PARAMETER,LOCAL_VARIABLE,METHOD})
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
public @interface MyAnnotation {
    String value() default "hello";
}

package reflection2;
import java.io.Serializable;
/**
 * user：ypc；
 * date：2021-06-21;
 * time: 21:13;
 */
public class Creature<T> implements Serializable {
    private char gender;
    public double weight;
    private void breath(){
        System.out.println("creature breath");
    }
    public void eat(){
        System.out.println("creature eat");
    }
}

package reflection2;
@MyAnnotation(value = "hi")
public class Person extends Creature<String> implements Comparable, MyInterface {
    private String name;
    public int age;
    int id;
    Person() {
    }
    @MyAnnotation(value = "a")
    private Person(String name) {
        this.name = name;
    }
    public Person(String name, int age) {
        this.name = name;
        this.age = age;
    }
    private String show(String nation) throws NullPointerException,CloneNotSupportedException {
        System.out.println("I am form" + nation);
        return nation;
    }
    private static void showInterests(){
        System.out.println("I like programmer");
    }
    @MyAnnotation(value = "b")
    public String show2(String publicMethod) {
        return publicMethod;
    }
    @Override
    public int compareTo(Object o) {
        return 0;
    }
    @Override
    public void info() {
        System.out.println("I am a Person");
    }
    @Override
    public String toString() {
        return "Person{" +
                "name='" + name + '\'' +
                ", age=" + age +
                ", id=" + id +
                '}';
    }
}

package reflection2;
import org.junit.Test;
import java.lang.reflect.Constructor;
import java.lang.reflect.ParameterizedType;
import java.util.Arrays;
/**
 * user：ypc；
 * date：2021-06-22;
 * time: 15:11;
 */
public class ConstructorDemo {
    @Test
    public void test1() {
        Class clazz = Person.class;
        //获取运行时类的public构造方法
        Constructor[] constructors = clazz.getConstructors();
        for (Constructor constructor : constructors) {
            System.out.println(constructor);
        }
        System.out.println();
        //获取当前运行时类中的所有的构造方法
        Constructor[] declaredConstructors = clazz.getDeclaredConstructors();
        for (Constructor declaredConstructor : declaredConstructors) {
            System.out.println(declaredConstructor);
        }
    }
    @Test
    public void test2() {
        //获取运行时类的父类
        Class clazz = Person.class;
        System.out.println(clazz.getSuperclass());
        //获取运行时类带泛型的父类
        System.out.println(clazz.getGenericSuperclass());
        //获取父类所带的泛型
        System.out.println(((ParameterizedType) clazz.getGenericSuperclass()).getActualTypeArguments()[0]);
        System.out.println();
        //获取运行时类的接口
        Class[] interfaces = clazz.getInterfaces();
        for (Class intF : interfaces) {
            System.out.println(intF);
        }
        System.out.println();
        //获取运行类的父类的接口
        Class[] supInterfaces = clazz.getSuperclass().getInterfaces();
        for (Class intF : supInterfaces) {
            System.out.println(intF);
        }
        //获取运行时类的包
        System.out.println(clazz.getPackage());
        System.out.println();
        //获取运行时类的注解
        System.out.println(Arrays.toString(clazz.getAnnotations()));
        ;
    }
}

通过反射调用运行时类的指定属性、方法、构造方法

package reflection2;
import org.junit.Test;
import java.lang.reflect.Constructor;
import java.lang.reflect.Field;
import java.lang.reflect.Method;
/**
 * user：ypc；
 * date：2021-06-22;
 * time: 15:57;
 * 调用运行时类的指定的结构：方法、属性、构造方法
 */
public class ReflectionDemo {
    @Test
    public void test1() throws Exception {
        Class clazz = Person.class;
        //创建运行时类的实例
        Person person = (Person) clazz.newInstance();
        //获取指定的属性，要求运行时类的属性为public
        Field id = clazz.getField("id");
        id.set(person, 10001);
        int fieldId = (int) id.get(person);
        System.out.println(fieldId);
    }
    @Test
    public void test2() throws Exception {
        Class clazz = Person.class;
        //创建运行时类的实例
        Person person = (Person) clazz.newInstance();
        //getDeclaredField获取运行时类指定的属性
        Field name = clazz.getDeclaredField("name");
        //保证当前的属性是可访问的
        name.setAccessible(true);
        //设置指定对象的属性值
        name.set(person, "Tom");
        System.out.println(name.get(person));
    }
    //操作运行时类的方法
    @Test
    public void test3() throws Exception {
        Class clazz = Person.class;
        //创建运行时类的实例
        Person person = (Person) clazz.newInstance();
        //1.获取某个指定的方法 getDeclaredMethod()第一个参数是指明获取的方法的名称，第二个参数是指明获取的方法的参数列表
        Method show = clazz.getDeclaredMethod("show", String.class);
        //2.保证当前的方法是可访问的
        show.setAccessible(true);
        //3.使用invoke()方法 第一个参数是方法的调用者，第二个参数是给方法形参赋值的实参
        show.invoke(person, " CHN");
        //invoke 方法的返回值就是调用的方法的返回值
        Object returnValue = show.invoke(person, " CHN");
        System.out.println(returnValue);
        //调用静态的方法
        Method showInterests = clazz.getDeclaredMethod("showInterests");
        showInterests.setAccessible(true);
        showInterests.invoke(Person.class);
        //如果运行时类地方没有返回值的话，那么invoke的返回值就是null
        System.out.println(showInterests.invoke(Person.class));
    }

    /*
    调用运行时类的指定的构造方法
     */
    @Test
    public void test4() throws Exception {
        Class clazz = Person.class;
        //1.参数是构造方法的参数列表
        Constructor constructor = clazz.getDeclaredConstructor(String.class);
        //2.保证此构造方法是可以访问的
        constructor.setAccessible(true);
        //3.调用次构造方法创建运行时类的对象
        Person person = (Person) constructor.newInstance("Tom");
        System.out.println(person);
    }
}

test1（）：

test2():

test3():

test4():

总结

本篇文章的上半部分就到这里了，希望对你有所帮助，也希望您能够多多关注我们的更多内容！