Java反射之深入理解
一、Java反射機制概述
//反射之前，對於Person的操作
@Test
public void test1(){
//1.創建Person類的對象
Person p1 = new Person("Tom",12);
//2.通過對象，調用其內部的屬性、方法
p1.age = 10;
System.out.println(p1.toString());//Person{name='Tom', age=10}
p1.show();//你好，我是一個人
//在Person類外部，不可以通過Person類的對象調用其內部私有結構。
//比如：name、showNation()以及私有的構造器
}
//反射之後，對於Person的操作
@Test
public void test2() throws Exception {
Class clazz = Person.class;
//1.通過反射，創建Person類的對象
Constructor cons = clazz.getConstructor(String.class, int.class);
Object obj = cons.newInstance("Tom", 12);
Person p = (Person)obj;
System.out.println(p.toString());
//2.通過反射，調用對象指定的屬性、方法
//調用屬性
Field age = clazz.getDeclaredField("age");
age.set(p,10);
System.out.println(p.toString());
//調用方法
Method show = clazz.getDeclaredMethod("show");
show.invoke(p);
System.out.println("*********************************************");
//通過反射，可以調用Person類的私有結構。比如：私有的構造器、方法、屬性
//調用私有的構造器
Constructor cons1 = clazz.getDeclaredConstructor(String.class);
cons1.setAccessible(true);
Person p1 =(Person) cons1.newInstance("Jerry");
System.out.println(p1);
//調用私有的屬性
Field name = clazz.getDeclaredField("name");
name.setAccessible(true);
name.set(p1,"HanMeimei");
System.out.println(p1);
//調用私有的方法
Method showNation = clazz.getDeclaredMethod("showNation", String.class);
showNation.setAccessible(true);
String nation = (String) showNation.invoke(p1, "中國");//相當於String nation = p1.showNation("中國")
System.out.println(nation);
}
疑問1：通過直接new的方式過反射的方式都可以調用公共的結構，開發中到底用那個？
建議：直接new的方式
什麼時候後使用：反射的方式？
(反射的特征：動態性)在編譯時不能確定要造那個類的對象時，使用反射。
疑問2：反射的機制與面向對象中的封裝性是不是矛盾的？如何看待兩個技術？
不矛盾。我的理解：開發中，封裝性給我們的提示是，私有的屬性不建議直接修改，而是通過get、set方法去做。反射給我們的的提示是，不建議直接修該的私有屬性，如果非要修改，也是可以通過反射修改的。總結：反射解決的是能不能調用的問題，封裝性解決的是建議我們如何掉的問題。
二、理解Class類並獲取Class實例
關於java.lang.Class類的理解
//獲取Class的實力的方式(前三種方式需要掌握)
@Test
public void test3() throws ClassNotFoundException {
//方式一：調用運行時類的屬性：class
Class clazz1 = Person.class;
System.out.println(clazz1);//class zx_reflection.Person
//方式二：通過運行時類的對象，調用getClass()
Person p1 = new Person();
Class clazz2 = p1.getClass();
System.out.println(clazz2);//class zx_reflection.Person
//方式三：調用Class的靜態方法：forName(String classPath)（這種方式常用）
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：使用類的加載器：ClassLoader(瞭解)
ClassLoader classLoader = ReflectionTest.class.getClassLoader();
Class clazz4 = classLoader.loadClass("class zx_reflection.Person");
System.out.println(clazz4);
}
//Class實例可以時那些結構的說明：
@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();
//隻要數組的元素類型與維度一樣，就是同一個Class
System.out.println(c10 == c11);//true
}
1.類的加載的過程：
程序經過javac.exe命令以後，會生成一個或多個字節碼文件(.class結尾)。
接著我們使用java.exe命令對某個字節碼文件進行解釋運行。相當於將某個字節碼文件加載到內存中。此過程就稱為類的加載。
加載到內存中的類，我們就稱為運行時類，此運行時類，就作為Class的一個實例。
2.換句話說，Class的實例就對應著一個加載到內存中的運行時類。
3.加載到內存中的一個運行時類，會緩存一段時間；在此時間之內 ，我們可以通過不同的方式來獲取此運行時類。
@Test
public void test1(){
//對於自定義類，使用系統類加載器進行加載
ClassLoader classLoader = ClassLoaderTest.class.getClassLoader();
System.out.println(classLoader);//sun.misc.Launcher$AppClassLoader@18b4aac2
//調用系統類加載器的getParent():獲取擴展類加載器
ClassLoader classLoader1 = classLoader.getParent();
System.out.println(classLoader1);//sun.misc.Launcher$ExtClassLoader@54bedef2
//調用擴展類加載器的getParent():無法獲取引導類加載器
//引導類加載器主要負責加載java的核心類庫，無法加載自定義類的。
ClassLoader classLoader2 = classLoader1.getParent();
System.out.println(classLoader2);//null
ClassLoader classLoader3 = String.class.getClassLoader();
System.out.println(classLoader3);//null
}
Properties:用來讀取配置文件
@Test
public void test2() throws Exception {
Properties pros = new Properties();
//此時的文件默認在當前的module下
//讀取配置文件的方式一：
// FileInputStream fis = new FileInputStream("jdbc.properties");
// pros.load(fis);
//讀取配置文件的方式二：使用ClassLoader
//配置文件默認識別為：當前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 = 吳飛,passwordabc123
}
三、通過反射創建對應的運行時類的對象(反射的應用1)
public class NewInstanceTest {
@Test
public void test1() throws IllegalAccessException, InstantiationException {
Class<Person> clazz = Person.class;
/*
newInstance():調用此方法，創建對應的運行時類的對象，內部調用瞭運行時類的空參構造器
要想此方法正常的創建運行時類的對象，要求：
1.運行時類必須提供空參的構造器
2.空參的構造器的訪問權限得夠。通常，設置為public
在javabean中要求提供一個public的空參構造器。原因：
1.便於通過反射，創建運行時類的對象
2.便於子類繼承此運行時類時，默認調用super()時，保證父類有此構造器
*/
Person obj = clazz.newInstance();
System.out.println(obj);//Person{name='null', age=0}
}
//體會反射的動態性
@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();
}
}
}
/*
創建一個指定類的對象
classPath:指定類的全類名
*/
public Object getInstance(String classPath) throws Exception {
Class clazz = Class.forName(classPath);
return clazz.newInstance();
}
}
總結：創建類的對象的方式？
方式一：new + 構造器
方式二：要創建Xxx類的對象，可以考慮：Xxx、Xxxs、XxxBuilder類中查看是否有靜態方法的存在。可以調用其靜態方法，創建Xxx對象。
方式三：通過反射。(使用頻率、先後順序與書寫順序一致)
四、獲取運行時類的完整結構(反射的應用2)
1.獲取當前運行時類的屬性結構
@Test
public void test1(){
Class clazz = Person.class;
//獲取屬性結構
//getFields():獲取當前運行時及其父類中聲明為public訪問權限的屬性
Field[] fields = clazz.getFields();
for(Field f : fields){
System.out.println(f);
}
System.out.println();
//getDeclaredFields():獲取當前運行時類中聲明的所有屬性。(不包含父類中聲明的屬性)
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.權限修飾符
int modifiers = f.getModifiers();
System.out.print(Modifier.toString(modifiers) + "\t");
//2.數據類型
Class type = f.getType();
System.out.print(type.getName() + "\t");
//3.變量名
String fName = f.getName();
System.out.print(fName);
}
}
2.獲取運行時類的方法結構
@Test
public void test1(){
Class clazz = Person.class;
//getMethods():獲取當前運行時類及所有父類中聲明為public權限的方法
Method[] methods = clazz.getMethods();
for(Method m : methods){
System.out.println(m);
}
System.out.println();
//getDeclaredMethods():獲取當前運行時類中聲明的所有方法。(不包含父類中聲明的方法)
Method[] declaredMethods = clazz.getDeclaredMethods();
for(Method m : declaredMethods){
System.out.println(m);
}
}
/*
@Xxxx
權限修飾符 返回值類型 方法名(參數類型1 形參名1，...) throws XxxException{}
*/
@Test
public void test2(){
Class clazz = Person.class;
Method[] declaredMethods = clazz.getDeclaredMethods();
for(Method m : declaredMethods){
//1.獲取方法聲明的註釋
Annotation[] annos = m.getAnnotations();
for(Annotation a : annos){
System.out.println(a);
}
//2.權限修飾符
System.out.print(Modifier.toString(m.getModifiers()) + "\t");
//3.返回值類型
System.out.print(m.getReturnType().getName() + "\t");
//4.方法名
System.out.print(m.getName());
System.out.print("(");
//5.形參列表
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.拋出的異常
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.獲取運行時類的其他結構
/*
獲取構造器結構
*/
@Test
public void test1(){
Class clazz = Person.class;
//getConstructors():獲取當前運行時類中聲明為public的構造器
Constructor[] constructors = clazz.getConstructors();
for(Constructor c : constructors){
System.out.println(c);
}
System.out.println();
//getDeclaredConstructors():獲取當前運行時類中聲明的所有的構造器
Constructor[] declaredConstructors = clazz.getDeclaredConstructors();
for(Constructor c : declaredConstructors){
System.out.println(c);
}
}
/*
獲取運行時類的父類
*/
@Test
public void test2(){
Class clazz = Person.class;
Class superclass = clazz.getSuperclass();
System.out.println(superclass);//class zx_reflection1.Creature
}
/*
獲取運行時類的帶泛型的父類
*/
@Test
public void test3(){
Class clazz = Person.class;
Type genericSuperclass = clazz.getGenericSuperclass();
System.out.println(genericSuperclass);//zx_reflection1.Creature<java.lang.String>
}
/*
獲取運行時類的帶泛型的父類的泛型
*/
@Test
public void test4(){
Class clazz = Person.class;
Type genericSuperclass = clazz.getGenericSuperclass();
ParameterizedType paramType = (ParameterizedType)genericSuperclass;
//獲取泛型類型
Type[] actualTypeArguments = paramType.getActualTypeArguments();
System.out.println(actualTypeArguments[0].getTypeName());//java.lang.String
}
/*
獲取運行時類實現的接口
*/
@Test
public void test5(){
Class clazz = Person.class;
Class[] interfaces = clazz.getInterfaces();
for(Class c : interfaces){
System.out.println(c);
}
System.out.println();
//獲取運行時類的父類實現的接口
Class[] interfaces1 = clazz.getSuperclass().getInterfaces();
for(Class c : interfaces1){
System.out.println(c);
}
}
/*
獲取運行時類所在的包
*/
@Test
public void test6(){
Class clazz = Person.class;
Package pack = clazz.getPackage();
System.out.println(pack);//package zx_reflection1
}
/*
獲取運行時類聲明的註解
*/
@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、調用運行時類的指定結構(反射的應用3)
@Test
public void testField() throws Exception {
Class clazz = Person.class;
//創建運行時類的對象
Person p = (Person)clazz.newInstance();
//獲取指定的屬性:要求運行時類中屬性聲明為public（通常不采用此方法，因為屬性很少聲明為public，常用的在下面）
Field id = clazz.getField("id");
/*
設置當前屬性的值
set():參數1：指明設置那個對象的屬性 參數2：將此屬性值設置為多少
*/
id.set(p,1001);
/*
獲取當前屬性的值
get():參數1：獲取那個對象的當前屬性值
*/
int pId = (int)id.get(p);
System.out.println(pId);
}
/*
如何操作運行時類中的指定的屬性----需要掌握
*/
@Test
public void testField1() throws Exception {
Class clazz = Person.class;
//創建運行時類的對象
Person p = (Person)clazz.newInstance();
//1.getDeclaredField(String fieldName):獲取運行時類中指定變量名的屬性
Field name = clazz.getDeclaredField("name");
//2.保證當前屬性是可訪問的
name.setAccessible(true);
//3.獲取、設置指定對象的此屬性值
name.set(p,"Tom");
System.out.println(name.get(p));
}
/*
如何操作運行時類中的指定的方法 -- 需要掌握
*/
@Test
public void testMethod() throws Exception {
Class clazz = Person.class;
//創建運行時類的對象
Person p = (Person)clazz.newInstance();
/*
1.獲取指定的某個方法
getDeclaredMethod():參數1：指明獲取的方法的名稱 參數2：指明獲取的方法的形參列表
*/
Method show = clazz.getDeclaredMethod("show", String.class);
//2.保證當前方法是可訪問的
show.setAccessible(true);
/*
2.調用方法的invoke():參數1：方法的調用者 參數2：給方法形參賦值的實參
invoke()的返回值即為對應類中調用的方法的返回值
*/
Object returnValue = show.invoke(p, "CHN");//String nation = p.show()
System.out.println(returnValue);
System.out.println("*******************如何調用靜態方法*********************************");
Method showDesc = clazz.getDeclaredMethod("showDesc");
showDesc.setAccessible(true);
//如果調用的運行時類中的方法沒有返回值，則此invoke()返回null
Object returnVal = showDesc.invoke(Person.class);
System.out.println(returnVal);//null
}
/*
如何調用運行時類中的指定的構造器
*/
@Test
public void testConstructor() throws NoSuchMethodException {
Class clazz = Person.class;
/*
1.獲取指定的構造器
getDeclaredConstructor():參數：指明構造器的參數列表
*/
Constructor constructor = clazz.getDeclaredConstructor(String.class);
//2.保證此構造器是可訪問的
constructor.setAccessible(true);
}
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