本篇文章為大家帶來了關於java的相關知識,其中主要介紹了關於反射機制的詳細解析,包括了反射機制的概述、class類的理解、創建運行時類的對像等等內容,下面一起來看一下,希望對大家有幫助。
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(1)Reflection(反射)是被視為動態語言的關鍵,反射機制允許程式在執行期借助於ReflectionAPI取得任何類別的內部訊息,並能直接操作任意物件的內部屬性及方法。
(2)載入完類別之後,在堆記憶體的方法區中就產生了一個Class型別的物件(一個類別只有一個Class物件),這個物件就包含了完整的類別的結構資訊。我們可以透過這個物件看到類別的結構。這個物件就像一面鏡子,透過這個鏡子看到類別的結構,所以,我們形象的稱之為:反射。
#(1)動態語言
是一類在運行時可以改變其結構的語言:例如新的函數、物件、甚至程式碼可以引進,現有的函數可以被刪除或是其他結構上的變化。通俗點說就是在運行時程式碼可以根據某些條件改變自身結構。
主要動態語言:Object-C、C#、JavaScript、PHP、Python、Erlang。
(2)靜態語言
與動態語言相對應的,執行時間結構不可變的語言就是靜態語言。如Java、C、C 。 Java不是動態語言,但Java可以稱為「準動態語言」。即Java有一定的動態性,我們可以利用反射機制、字節碼操作來獲得類似動態語言的特性。 Java的動態性讓程式設計的時候更加靈活!
(3)Java反射機制研究及應用
# Java反射機制提供的功能
- #在運行時判斷任意一個物件所屬的類別
- 在運行時建構任意一個類別的物件
- 在執行時判斷任意一個類別所具有的成員變數和方法
- 在運行時獲取泛型資訊在運行時調用任何一個物件的成員變數和方法
- 在運行時處理註解生成動態代理
反射相關的主要API
- java.lang.Class:代表一個類別
- java.lang.reflect.Method:代表類別的方法
- java.lang.reflect. Field:代表類別的成員變數
- java.lang.reflect.Constructor:代表類別的建構子 ……
程式經過
javac.exe
指令以後,會產生一個或多個字節碼文件(.class
結尾)。
接著我們使用java.exe
指令對某個字節碼檔案進行解釋運行。相當於將某個字節碼檔案載入到記憶體中。此過程就稱為類別的載入。載入到記憶體中的類,我們就稱為運行時類,此運行時類,就作為Class
的一個實例。
換句話說,
Class
的實例就對應著一個執行時類別。
載入到記憶體中的執行時間類,會快取一定的時間。在此時間之內,我們可以透過不同的方式來取得此運行時類。
當程式主動使用某個類別時,如果該類別還未被載入到記憶體中,則系統會通過如下三個步驟來對該類別進行初始化。
類別的載入:將
class
檔案字節碼內容載入到記憶體中,並將這些靜態資料轉換成方法區的執行時間資料結構,然後產生一個代表這個類別的java.lang.Class
對象,作為方法區中類別資料的存取入口(即引用位址)。所有需要存取和使用類別資料只能透過這個Class物件。這個載入的過程需要類別載入器參與。
类的链接:将Java类的二进制代码合并到JVM的运行状态之中的过程。
● 验证:确保加载的类信息符合JVM规范,例如:以cafe开头,没有安全方面的问题
● 准备:正式为类变量(static
)分配内存并设置类变量默认初始值的阶段,这些内存 都将在方法区中进行分配。
● 解析:虚拟机常量池内的符号引用(常量名)替换为直接引用(地址)的过程。
类的初始化:
● 执行类构造器【clinit
】()方法的过程。类构造器【clinit
】()方法是由编译期自动收集类中 所有类变量的赋值动作和静态代码块中的语句合并产生的。(类构造器是构造类信 息的,不是构造该类对象的构造器)。
● 当初始化一个类的时候,如果发现其父类还没有进行初始化,则需要先触发其父类 的初始化。
● 虚拟机会保证一个类的()方法在多线程环境中被正确加锁和同步。
public class ClassLoadingTest { public static void main(String[] args) { System.out.println(A.m); } } class A { static { m = 300; } static int m = 100; } //第二步:链接结束后m=0 //第三步:初始化后,m的值由<clinit>()方法执行决定 // 这个A的类构造器<clinit>()方法由类变量的赋值和静态代码块中的语句按照顺序合并产生,类似于 // <clinit>(){ // m = 300; // m = 100; // }</clinit></clinit></clinit>
类的主动引用(一定会发生类的初始化)
- 当虚拟机启动,先初始化
main
方法所在的类new
一个类的对象- 调用类的静态成员(除了final常量)和静态方法
- 使用
java.lang.reflect
包的方法对类进行反射调用- 当初始化一个类,如果其父类没有被初始化,则先会初始化它的父类
类的被动引用(不会发生类的初始化)
- 当访问一个静态域时,只有真正声明这个域的类才会被初始化
- 当通过子类引用父类的静态变量,不会导致子类初始化
- 通过数组定义类引用,不会触发此类的初始化
- 引用常量不会触发此类的初始化(常量在链接阶段就存入调用类的常量池中了)
类加载的作用:将class文件字节码内容加载到内存中,并将这些静态数据转换成方法区的运行时数据结构,然后在堆中生成一个代表这个类的java.lang.Class对象,作为 方法区中类数据的访问入口。
类缓存:标准的JavaSE类加载器可以按要求查找类,但一旦某个类被加载到类加载器 中,它将维持加载(缓存)一段时间。不过JVM垃圾回收机制可以回收这些Class对象。
不同类型的类的加载器:
@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$AppClassLoader@18b4aac2:系统类加载器 //调用系统类加载器的getParent():获取扩展类加载器 ClassLoader classLoader1 = classLoader.getParent(); System.out.println(classLoader1);//sun.misc.Launcher$ExtClassLoader@279f2327:扩展类加载器 //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 }
使用系统类加载器读取
Properties
配置文件。
/* 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");// FileInputStream fis = new FileInputStream("src\\jdbc1.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); }}
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。
对象照镜子后可以得到的信息: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
/primitivetype
/void
/[]
)的有关信息。
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
類是Reflection
的根源,針對任何你想動態載入、運行的類,只有先得到對應的
方法名稱 | 功能說明 |
---|---|
static Class forName(String name) |
傳回指定類別名稱name 的Class 物件 |
#Object newInstance() |
呼叫預設建構函數,傳回該Class 物件的一個實例 |
getName() |
傳回此Class物件所表示的實體(類別、介面、陣列類別、基本類型或void )名稱 |
Class getSuperClass() |
傳回目前Class 物件的父類別的Class 物件 |
Class [] getInterfaces() |
取得目前Class 物件的介面 |
ClassLoader getClassLoader()
|
傳回該類別的類別載入器 |
Class getSuperclass() |
#傳回表示此Class 所表示的實體的超類別的Class |
#Constructor[] getConstructors() |
傳回一個包含某些Constructor 物件的陣列 |
Field[] getDeclaredFields() |
#返回Field 物件的一個陣列 |
Method getMethod(String name,Class … paramTypes) |
傳回一個Method 對象,此物件的形參類型為paramType
|
(1)class: 外部类,成员(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@interface
(6)primitive type:基本数据类型
(7)void
前提:若已知具体的类,通过类的class属性获取,该方法最为安全可靠, 程序性能最高
示例:Class clazz1 = String.class;
前提:已知某个类的实例,调用该实例的
getClass()
方法获取Class
对象
示例:Class clazz = “www.atguigu.com”.getClass();
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
示例:Class clazz = Class.forName(“java.lang.String”);
示例:
ClassLoader cl = this.getClass().getClassLoader();
Class clazz4 = cl.loadClass(“类的全类名”);
@Testpublic void test1() throws ClassNotFoundException { //方式一:调用运行时类的属性:.class Class clazz1 = Person.class; System.out.println(clazz1);//class com.jiaying.java1.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 com.jiaying.java1.Person //方式三:调用Class的静态方法:forName(String classPath) Class clazz3 = Class.forName("com.jiaying.java1.Person"); Class clazz5 = Class.forName("java.lang.String"); System.out.println(clazz3);//class com.jiaying.java1.Person System.out.println(clazz5);//class java.lang.String 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("com.jiaying.java1.Person"); System.out.println(clazz4);//class com.jiaying.java1.Person System.out.println(clazz1 == clazz4);//true}
有了Class对象,能做什么?
创建类的对象:调用
Class
对象的newInstance()
方法
要求:
- 类必须有一个无参数的构造器。
- 类的构造器的访问权限需要足够。
难道没有无参的构造器就不能创建对象了吗?
不是!只要在操作的时候明确的调用类中的构造器,并将参数传递进去之后,才可以实例化操作。
步骤如下:
- 通过
Class
类的getDeclaredConstructor(Class … parameterTypes)
取得本类的指定形参类型的构造器- 向构造器的形参中传递一个对象数组进去,里面包含了构造器中所需的各个参数。
- 通过
Constructor
实例化对象。
(1)根据全类名获取对应的
Class
对象
String name = “atguigu.java.Person";Class clazz = null;clazz = Class.forName(name);
(2)调用指定参数结构的构造器,生成
Constructor
的实例
Constructor con = clazz.getConstructor(String.class,Integer.class);
(3)通过
Constructor
的实例创建对应类的对象,并初始化类属性
Person p2 = (Person) con.newInstance("Peter",20);System.out.println(p2);
@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的构造器。 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>
//体会反射的动态性 @Test public void test2(){ for(int i = 0;i <h2>五、获取运行时类的完整结构</h2><p>提供具有丰富内容的<code>Person</code>类</p><pre class="brush:php;toolbar:false">//接口public interface MyInterface { void info();}//注解@Target({TYPE, FIELD, METHOD, PARAMETER, CONSTRUCTOR, LOCAL_VARIABLE})@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)public @interface MyAnnotation { String value() default "hello";}//父类public class Creature<t> implements Serializable { private char gender; public double weight; private void breath(){ System.out.println("生物呼吸"); } public void eat(){ System.out.println("生物吃东西"); }}//Person类@MyAnnotation(value="hi")public class Person extends Creature<string> implements Comparable<string>,MyInterface{ private String name; int age; public int id; public Person(){} @MyAnnotation(value="abc") private Person(String name){ this.name = name; } Person(String name,int age){ this.name = name; this.age = age; } @MyAnnotation private String show(String nation){ System.out.println("我的国籍是:" + nation); return nation; } public String display(String interests,int age) throws NullPointerException,ClassCastException{ return interests + age; } @Override public void info() { System.out.println("我是一个人"); } @Override public int compareTo(String o) { return 0; } private static void showDesc(){ System.out.println("我是一个可爱的人"); } @Override public String toString() { return "Person{" + "name='" + name + '\'' + ", age=" + age + ", id=" + id + '}'; }}</string></string></t>
方法 | 作用 |
---|---|
public Field[] getFields() |
返回此Class 对象所表示的类或接口的public 的Field
|
public Field[] getDeclaredFields() |
返回此Class 对象所表示的类或接口的全部Field
|
方法 | 作用 |
---|---|
public int getModifiers() |
以整数形式返回此Field 的修饰符 |
public Class> getType() |
得到Field 的属性类型 |
public String getName() |
返回Field 的名称 |
@Test public void test1(){ Class clazz = Person.class; //获取属性结构 //getFields():获取当前运行时类及其父类中声明为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); } } //权限修饰符 数据类型 变量名 @Test public void test2(){ Class clazz = Person.class; Field[] declaredFields = clazz.getDeclaredFields(); for(Field f : declaredFields){ //1.权限修饰符 int modifier = f.getModifiers(); System.out.print(Modifier.toString(modifier) + "\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); System.out.println(); } }}
方法 | 作用 |
---|---|
public Method[] getMethods() |
返回此Class 对象所表示的类或接口的public 的方法 |
public Method[] getDeclaredMethods() |
返回此Class 对象所表示的类或接口的全部方法 |
方法 | 作用 |
---|---|
public Class> getReturnType() |
取得全部的返回值 |
public Class>[] getParameterTypes() |
取得全部的参数 |
public int getModifiers() |
取得修饰符 |
public Class>[] getExceptionTypes() |
取得异常信息 |
@Test public void test1(){ Class clazz = Person.class; //getMethods():获取当前运行时类及其所有父类中声明为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.获取方法声明的注解 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 0){ System.out.print("throws "); for(int i = 0;i <h3>3. 获取当前运行时类的构造器结构</h3>
方法 | 作用 |
---|---|
public Constructor<t>[] getConstructors()</t> |
返回此 Class 对象所表示的类的所有public 构造方法。 |
public Constructor<t>[] getDeclaredConstructors()</t> |
返回此 Class 对象表示的类声明的所有构造方法。 |
方法 | 作用 |
---|---|
public int getModifiers() |
取得修饰符 |
public String getName() |
取得方法名称 |
public Class>[] getParameterTypes() |
取得参数的类型 |
/* 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); } /* 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); } /* 获取运行时类的带泛型的父类的泛型 代码:逻辑性代码 vs 功能性代码 */ @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()); System.out.println(((Class)actualTypeArguments[0]).getName()); }/* 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); } /* 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); } }}
关于setAccessible方法的使用
Method
和Field
、Constructor
对象都有setAccessible()
方法。
setAccessible
启动和禁用访问安全检查的开关。
参数值为
true
则指示反射的对象在使用时应该取消Java语言访问检查。
提高反射的效率。如果代码中必须用反射,而该句代码需要频繁的被 调用,那么请设置为
true
,使得原本无法访问的私有成员也可以访问,参数值为false
则指示反射的对象应该实施Java语言访问检查。
在反射机制中,可以直接通过
Field
类操作类中的属性,通过Field
类提供的set()
和get()
方法就可以完成设置和取得属性内容的操作。
方法 | 作用 |
---|---|
public Field getField(String name) |
返回此Class 对象表示的类或接口的指定的public 的Field
|
public Field getDeclaredField(String name) |
返回此Class 对象表示的类或接口的指定的Field
|
在Field中:
方法 | 作用 |
---|---|
public Object get(Object obj) |
取得指定对象obj 上此Field 的属性内容 |
public void set(Object obj,Object value) |
设置指定对象obj 上此Field 的属性内容 |
代码演示:
public class ReflectionTest { @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 Field id = clazz.getField("id"); /* 设置当前属性的值 set():参数1:指明设置哪个对象的属性 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:获取哪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)); }
通过反射,调用类中的方法,通过
Method
类完成。步骤:
- 通过
Class
类的getMethod(String name,Class…parameterTypes)
方法取得 一个Method
对象,并设置此方法操作时所需要的参数类型。- 之后使用
Object invoke(Object obj, Object[] args)
进行调用,并向方法中 传递要设置的obj
对象的参数信息。
Object invoke(Object obj, Object … args)
说明:Object
对应原方法的返回值,若原方法无返回值,此时返回null
若原方法若为静态方法,此时形参
Object obj
可为null
若原方法形参列表为空,则
Object[] args
为null
若原方法声明为private
,则需要在调用此invoke()
方法前,显式调用 方法对象的setAccessible(true)
方法,将可访问private
的方法。
代码演示:
/* 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); /* 3. 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("CHN"); System.out.println(returnValue); System.out.println("*************如何调用静态方法*****************"); // private static void showDesc() 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(null); Object returnVal = showDesc.invoke(Person.class); System.out.println(returnVal);//null }
代码演示:
/* 如何调用运行时类中的指定的构造器 */ @Test public void testConstructor() throws Exception { Class clazz = Person.class; //private Person(String name) /* 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); //3.调用此构造器创建运行时类的对象 Person per = (Person) constructor.newInstance("Tom"); System.out.println(per); }}
推荐学习:《java视频教程》
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