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Java反射基础

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秋名山车神 发表于 2018-9-20 06:59:26 | 显示全部楼层 |阅读模式 打印 上一主题 下一主题
 
反射是框架设计的灵魂(使用的前提条件:必须先得到代表的字节码的Class,Class类用于表示.class文件(字节码))


一、反射的概述JAVA反射机制是在运行状态中,对于任意一个类,都能够知道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;这种动态获取的信息以及动态调用对象的方法的功能称为java语言的反射机制。

要想解剖一个类,必须先要获取到该类的字节码文件对象。而解剖使用的就是Class类中的方法.所以先要获取到每一个字节码文件对应的Class类型的对象.





以上的总结就是什么是反射
反射就是把java类中的各种成分映射成一个个的Java对象
例如:一个类有:成员变量、方法、构造方法、包等等信息,利用反射技术可以对一个类进行解剖,把个个组成部分映射成一个个对象。
     (其实:一个类中这些成员方法、构造方法、在加入类中都有一个类来描述)
如图是类的正常加载过程:反射的原理在与class对象。
熟悉一下加载的时候:Class对象的由来是将class文件读入内存,并为之创建一个Class对象。





其中这个Class对象很特殊。我们先了解一下这个Class类

二、查看Class类在java中的api详解(1.7的API如何阅读java中的api详见java基础之——String字符串处理





Class 类的实例表示正在运行的 Java 应用程序中的类和接口。也就是jvm中有N多的实例每个类都有该Class对象。(包括基本数据类型)
Class 没有公共构造方法。Class 对象是在加载类时由 Java 虚拟机以及通过调用类加载器中的defineClass方法自动构造的。也就是这不需要我们自己去处理创建,JVM已经帮我们创建好了。


没有公共的构造方法,方法共有64个太多了。下面用到哪个就详解哪个吧





三、反射的使用(这里使用Student类做演示)先写一个Student类。


1、获取Class对象的三种方式1.1 Object ——> getClass();
1.2 任何数据类型(包括基本数据类型)都有一个“静态”的class属性
1.3 通过Class类的静态方法:forName(String  className)(常用)

其中1.1是因为Object类中的getClass方法、因为所有类都继承Object类。从而调用Object类来获取





  • package fanshe;



  • /**



  • * 获取Class对象的三种方式



  • * 1 Object ——> getClass();



  • * 2 任何数据类型(包括基本数据类型)都有一个“静态”的class属性



  • * 3 通过Class类的静态方法:forName(String  className)(常用)



  • *



  • */



  • public class Fanshe {



  •         public static void main(String[] args) {



  •                 //第一种方式获取Class对象  



  •                 Student stu1 = new Student();//这一new 产生一个Student对象,一个Class对象。



  •                 Class stuClass = stu1.getClass();//获取Class对象



  •                 System.out.println(stuClass.getName());







  •                 //第二种方式获取Class对象



  •                 Class stuClass2 = Student.class;



  •                 System.out.println(stuClass == stuClass2);//判断第一种方式获取的Class对象和第二种方式获取的是否是同一个







  •                 //第三种方式获取Class对象



  •                 try {



  •                         Class stuClass3 = Class.forName("fanshe.Student");//注意此字符串必须是真实路径,就是带包名的类路径,包名.类名



  •                         System.out.println(stuClass3 == stuClass2);//判断三种方式是否获取的是同一个Class对象



  •                 } catch (ClassNotFoundException e) {



  •                         e.printStackTrace();



  •                 }







  •         }



  • }


注意:在运行期间,一个类,只有一个Class对象产生。
三种方式常用第三种,第一种对象都有了还要反射干什么。第二种需要导入类的包,依赖太强,不导包就抛编译错误。一般都第三种,一个字符串可以传入也可写在配置文件中等多种方法。


2、通过反射获取构造方法并使用:student类:



  • package fanshe;







  • public class Student {







  •         //---------------构造方法-------------------



  •         //(默认的构造方法)



  •         Student(String str){



  •                 System.out.println("(默认)的构造方法 s = " + str);



  •         }







  •         //无参构造方法



  •         public Student(){



  •                 System.out.println("调用了公有、无参构造方法执行了。。。");



  •         }







  •         //有一个参数的构造方法



  •         public Student(char name){



  •                 System.out.println("姓名:" + name);



  •         }







  •         //有多个参数的构造方法



  •         public Student(String name ,int age){



  •                 System.out.println("姓名:"+name+"年龄:"+ age);//这的执行效率有问题,以后解决。



  •         }







  •         //受保护的构造方法



  •         protected Student(boolean n){



  •                 System.out.println("受保护的构造方法 n = " + n);



  •         }







  •         //私有构造方法



  •         private Student(int age){



  •                 System.out.println("私有的构造方法   年龄:"+ age);



  •         }







  • }



共有6个构造方法;



测试类:


  • package fanshe;







  • import java.lang.reflect.Constructor;











  • /*



  • * 通过Class对象可以获取某个类中的:构造方法、成员变量、成员方法;并访问成员;



  • *



  • * 1.获取构造方法:



  • *                 1).批量的方法:



  • *                         public Constructor[] getConstructors():所有"公有的"构造方法



  •             public Constructor[] getDeclaredConstructors():获取所有的构造方法(包括私有、受保护、默认、公有)



  •      



  • *                 2).获取单个的方法,并调用:



  • *                         public Constructor getConstructor(Class... parameterTypes):获取单个的"公有的"构造方法:



  • *                         public Constructor getDeclaredConstructor(Class... parameterTypes):获取"某个构造方法"可以是私有的,或受保护、默认、公有;



  • *                



  • *                         调用构造方法:



  • *                         Constructor-->newInstance(Object... initargs)



  • */



  • public class Constructors {







  •         public static void main(String[] args) throws Exception {



  •                 //1.加载Class对象



  •                 Class clazz = Class.forName("fanshe.Student");











  •                 //2.获取所有公有构造方法



  •                 System.out.println("**********************所有公有构造方法*********************************");



  •                 Constructor[] conArray = clazz.getConstructors();



  •                 for(Constructor c : conArray){



  •                         System.out.println(c);



  •                 }











  •                 System.out.println("************所有的构造方法(包括:私有、受保护、默认、公有)***************");



  •                 conArray = clazz.getDeclaredConstructors();



  •                 for(Constructor c : conArray){



  •                         System.out.println(c);



  •                 }







  •                 System.out.println("*****************获取公有、无参的构造方法*******************************");



  •                 Constructor con = clazz.getConstructor(null);



  •                 //1>、因为是无参的构造方法所以类型是一个null,不写也可以:这里需要的是一个参数的类型,切记是类型



  •                 //2>、返回的是描述这个无参构造函数的类对象。







  •                 System.out.println("con = " + con);



  •                 //调用构造方法



  •                 Object obj = con.newInstance();



  •         //        System.out.println("obj = " + obj);



  •         //        Student stu = (Student)obj;







  •                 System.out.println("******************获取私有构造方法,并调用*******************************");



  •                 con = clazz.getDeclaredConstructor(char.class);



  •                 System.out.println(con);



  •                 //调用构造方法



  •                 con.setAccessible(true);//暴力访问(忽略掉访问修饰符)



  •                 obj = con.newInstance('男');



  •         }







  • }



后台输出:


  • **********************所有公有构造方法*********************************



  • public fanshe.Student(java.lang.String,int)



  • public fanshe.Student(char)



  • public fanshe.Student()



  • ************所有的构造方法(包括:私有、受保护、默认、公有)***************



  • private fanshe.Student(int)



  • protected fanshe.Student(boolean)



  • public fanshe.Student(java.lang.String,int)



  • public fanshe.Student(char)



  • public fanshe.Student()



  • fanshe.Student(java.lang.String)



  • *****************获取公有、无参的构造方法*******************************



  • con = public fanshe.Student()



  • 调用了公有、无参构造方法执行了。。。



  • ******************获取私有构造方法,并调用*******************************



  • public fanshe.Student(char)



  • 姓名:男




调用方法:
1.获取构造方法:
  1).批量的方法:
public Constructor[] getConstructors():所有"公有的"构造方法
            public Constructor[] getDeclaredConstructors():获取所有的构造方法(包括私有、受保护、默认、公有)
     
  2).获取单个的方法,并调用:
public Constructor getConstructor(Class... parameterTypes):获取单个的"公有的"构造方法:
public Constructor getDeclaredConstructor(Class... parameterTypes):获取"某个构造方法"可以是私有的,或受保护、默认、公有;

  调用构造方法:

Constructor-->newInstance(Object... initargs)


2、newInstance是 Constructor类的方法(管理构造函数的类)

api的解释为:
newInstance(Object... initargs)
           使用此 Constructor 对象表示的构造方法来创建该构造方法的声明类的新实例,并用指定的初始化参数初始化该实例。

它的返回值是T类型,所以newInstance是创建了一个构造方法的声明类的新实例对象。并为之调用
3、获取成员变量并调用student类:


  • package fanshe.field;







  • public class Student {



  •         public Student(){







  •         }



  •         //**********字段*************//



  •         public String name;



  •         protected int age;



  •         char sex;



  •         private String phoneNum;







  •         @Override



  •         public String toString() {



  •                 return "Student [name=" + name + ", age=" + age + ", sex=" + sex



  •                                 + ", phoneNum=" + phoneNum + "]";



  •         }











  • }





测试类:


  • package fanshe.field;



  • import java.lang.reflect.Field;



  • /*



  • * 获取成员变量并调用:



  • *



  • * 1.批量的



  • *                 1).Field[] getFields():获取所有的"公有字段"



  • *                 2).Field[] getDeclaredFields():获取所有字段,包括:私有、受保护、默认、公有;



  • * 2.获取单个的:



  • *                 1).public Field getField(String fieldName):获取某个"公有的"字段;



  • *                 2).public Field getDeclaredField(String fieldName):获取某个字段(可以是私有的)



  • *



  • *          设置字段的值:



  • *                 Field --> public void set(Object obj,Object value):



  • *                                         参数说明:



  • *                                         1.obj:要设置的字段所在的对象;



  • *                                         2.value:要为字段设置的值;



  • *



  • */



  • public class Fields {







  •                 public static void main(String[] args) throws Exception {



  •                         //1.获取Class对象



  •                         Class stuClass = Class.forName("fanshe.field.Student");



  •                         //2.获取字段



  •                         System.out.println("************获取所有公有的字段********************");



  •                         Field[] fieldArray = stuClass.getFields();



  •                         for(Field f : fieldArray){



  •                                 System.out.println(f);



  •                         }



  •                         System.out.println("************获取所有的字段(包括私有、受保护、默认的)********************");



  •                         fieldArray = stuClass.getDeclaredFields();



  •                         for(Field f : fieldArray){



  •                                 System.out.println(f);



  •                         }



  •                         System.out.println("*************获取公有字段**并调用***********************************");



  •                         Field f = stuClass.getField("name");



  •                         System.out.println(f);



  •                         //获取一个对象



  •                         Object obj = stuClass.getConstructor().newInstance();//产生Student对象--》Student stu = new Student();



  •                         //为字段设置值



  •                         f.set(obj, "刘德华");//为Student对象中的name属性赋值--》stu.name = "刘德华"



  •                         //验证



  •                         Student stu = (Student)obj;



  •                         System.out.println("验证姓名:" + stu.name);











  •                         System.out.println("**************获取私有字段****并调用********************************");



  •                         f = stuClass.getDeclaredField("phoneNum");



  •                         System.out.println(f);



  •                         f.setAccessible(true);//暴力反射,解除私有限定



  •                         f.set(obj, "18888889999");



  •                         System.out.println("验证电话:" + stu);







  •                 }



  •         }







后台输出:




  • ************获取所有公有的字段********************



  • public java.lang.String fanshe.field.Student.name



  • ************获取所有的字段(包括私有、受保护、默认的)********************



  • public java.lang.String fanshe.field.Student.name



  • protected int fanshe.field.Student.age



  • char fanshe.field.Student.sex



  • private java.lang.String fanshe.field.Student.phoneNum



  • *************获取公有字段**并调用***********************************



  • public java.lang.String fanshe.field.Student.name



  • 验证姓名:刘德华



  • **************获取私有字段****并调用********************************



  • private java.lang.String fanshe.field.Student.phoneNum



  • 验证电话:Student [name=刘德华, age=0, sex=



由此可见

调用字段时:需要传递两个参数:
Object obj = stuClass.getConstructor().newInstance();//产生Student对象--》Student stu = new Student();
//为字段设置值
f.set(obj, "刘德华");//为Student对象中的name属性赋值--》stu.name = "刘德华"

第一个参数:要传入设置的对象,第二个参数:要传入实参
4、获取成员方法并调用student类:


  • package fanshe.method;







  • public class Student {



  •         //**************成员方法***************//



  •         public void show1(String s){



  •                 System.out.println("调用了:公有的,String参数的show1(): s = " + s);



  •         }



  •         protected void show2(){



  •                 System.out.println("调用了:受保护的,无参的show2()");



  •         }



  •         void show3(){



  •                 System.out.println("调用了:默认的,无参的show3()");



  •         }



  •         private String show4(int age){



  •                 System.out.println("调用了,私有的,并且有返回值的,int参数的show4(): age = " + age);



  •                 return "abcd";



  •         }



  • }







测试类:



  • package fanshe.method;







  • import java.lang.reflect.Method;







  • /*



  • * 获取成员方法并调用:



  • *



  • * 1.批量的:



  • *                 public Method[] getMethods():获取所有"公有方法";(包含了父类的方法也包含Object类)



  • *                 public Method[] getDeclaredMethods():获取所有的成员方法,包括私有的(不包括继承的)



  • * 2.获取单个的:



  • *                 public Method getMethod(String name,Class<?>... parameterTypes):



  • *                                         参数:



  • *                                                 name : 方法名;



  • *                                                 Class ... : 形参的Class类型对象



  • *                 public Method getDeclaredMethod(String name,Class<?>... parameterTypes)



  • *



  • *          调用方法:



  • *                 Method --> public Object invoke(Object obj,Object... args):



  • *                                         参数说明:



  • *                                         obj : 要调用方法的对象;



  • *                                         args:调用方式时所传递的实参;







  • ):



  • */



  • public class MethodClass {







  •         public static void main(String[] args) throws Exception {



  •                 //1.获取Class对象



  •                 Class stuClass = Class.forName("fanshe.method.Student");



  •                 //2.获取所有公有方法



  •                 System.out.println("***************获取所有的”公有“方法*******************");



  •                 stuClass.getMethods();



  •                 Method[] methodArray = stuClass.getMethods();



  •                 for(Method m : methodArray){



  •                         System.out.println(m);



  •                 }



  •                 System.out.println("***************获取所有的方法,包括私有的*******************");



  •                 methodArray = stuClass.getDeclaredMethods();



  •                 for(Method m : methodArray){



  •                         System.out.println(m);



  •                 }



  •                 System.out.println("***************获取公有的show1()方法*******************");



  •                 Method m = stuClass.getMethod("show1", String.class);



  •                 System.out.println(m);



  •                 //实例化一个Student对象



  •                 Object obj = stuClass.getConstructor().newInstance();



  •                 m.invoke(obj, "刘德华");







  •                 System.out.println("***************获取私有的show4()方法******************");



  •                 m = stuClass.getDeclaredMethod("show4", int.class);



  •                 System.out.println(m);



  •                 m.setAccessible(true);//解除私有限定



  •                 Object result = m.invoke(obj, 20);//需要两个参数,一个是要调用的对象(获取有反射),一个是实参



  •                 System.out.println("返回值:" + result);











  •         }



  • }






控制台输出:


  • ***************获取所有的”公有“方法*******************



  • public void fanshe.method.Student.show1(java.lang.String)



  • public final void java.lang.Object.wait(long,int) throws java.lang.InterruptedException



  • public final native void java.lang.Object.wait(long) throws java.lang.InterruptedException



  • public final void java.lang.Object.wait() throws java.lang.InterruptedException



  • public boolean java.lang.Object.equals(java.lang.Object)



  • public java.lang.String java.lang.Object.toString()



  • public native int java.lang.Object.hashCode()



  • public final native java.lang.Class java.lang.Object.getClass()



  • public final native void java.lang.Object.notify()



  • public final native void java.lang.Object.notifyAll()



  • ***************获取所有的方法,包括私有的*******************



  • public void fanshe.method.Student.show1(java.lang.String)



  • private java.lang.String fanshe.method.Student.show4(int)



  • protected void fanshe.method.Student.show2()



  • void fanshe.method.Student.show3()



  • ***************获取公有的show1()方法*******************



  • public void fanshe.method.Student.show1(java.lang.String)



  • 调用了:公有的,String参数的show1(): s = 刘德华



  • ***************获取私有的show4()方法******************



  • private java.lang.String fanshe.method.Student.show4(int)



  • 调用了,私有的,并且有返回值的,int参数的show4(): age = 20



  • 返回值:abcd



由此可见:

m = stuClass.getDeclaredMethod("show4", int.class);//调用制定方法(所有包括私有的),需要传入两个参数,第一个是调用的方法名称,第二个是方法的形参类型,切记是类型。
System.out.println(m);
m.setAccessible(true);//解除私有限定
Object result = m.invoke(obj, 20);//需要两个参数,一个是要调用的对象(获取有反射),一个是实参
System.out.println("返回值:" + result);//



控制台输出:


  • ***************获取所有的”公有“方法*******************



  • public void fanshe.method.Student.show1(java.lang.String)



  • public final void java.lang.Object.wait(long,int) throws java.lang.InterruptedException



  • public final native void java.lang.Object.wait(long) throws java.lang.InterruptedException



  • public final void java.lang.Object.wait() throws java.lang.InterruptedException



  • public boolean java.lang.Object.equals(java.lang.Object)



  • public java.lang.String java.lang.Object.toString()



  • public native int java.lang.Object.hashCode()



  • public final native java.lang.Class java.lang.Object.getClass()



  • public final native void java.lang.Object.notify()



  • public final native void java.lang.Object.notifyAll()



  • ***************获取所有的方法,包括私有的*******************



  • public void fanshe.method.Student.show1(java.lang.String)



  • private java.lang.String fanshe.method.Student.show4(int)



  • protected void fanshe.method.Student.show2()



  • void fanshe.method.Student.show3()



  • ***************获取公有的show1()方法*******************



  • public void fanshe.method.Student.show1(java.lang.String)



  • 调用了:公有的,String参数的show1(): s = 刘德华



  • ***************获取私有的show4()方法******************



  • private java.lang.String fanshe.method.Student.show4(int)



  • 调用了,私有的,并且有返回值的,int参数的show4(): age = 20



  • 返回值:abcd



其实这里的成员方法:在模型中有属性一词,就是那些setter()方法和getter()方法。还有字段组成,这些内容在内省中详解

5、反射main方法student类:


  • package fanshe.main;







  • public class Student {







  •         public static void main(String[] args) {



  •                 System.out.println("main方法执行了。。。");



  •         }



  • }









测试类:


  • package fanshe.main;







  • import java.lang.reflect.Method;







  • /**



  • * 获取Student类的main方法、不要与当前的main方法搞混了



  • */



  • public class Main {







  •         public static void main(String[] args) {



  •                 try {



  •                         //1、获取Student对象的字节码



  •                         Class clazz = Class.forName("fanshe.main.Student");







  •                         //2、获取main方法



  •                          Method methodMain = clazz.getMethod("main", String[].class);//第一个参数:方法名称,第二个参数:方法形参的类型,



  •                         //3、调用main方法



  •                         // methodMain.invoke(null, new String[]{"a","b","c"});



  •                          //第一个参数,对象类型,因为方法是static静态的,所以为null可以,第二个参数是String数组,这里要注意在jdk1.4时是数组,jdk1.5之后是可变参数



  •                          //这里拆的时候将  new String[]{"a","b","c"} 拆成3个对象。。。所以需要将它强转。



  •                          methodMain.invoke(null, (Object)new String[]{"a","b","c"});//方式一



  •                         // methodMain.invoke(null, new Object[]{new String[]{"a","b","c"}});//方式二







  •                 } catch (Exception e) {



  •                         e.printStackTrace();



  •                 }











  •         }



  • }







控制台输出:

main方法执行了。。。
6、反射方法的其它使用之---通过反射运行配置文件内容student类:


  • public class Student {



  •         public void show(){



  •                 System.out.println("is show()");



  •         }



  • }




配置文件以txt文件为例子(pro.txt):


  • className = cn.fanshe.Student



  • methodName = show



测试类:



  • import java.io.FileNotFoundException;



  • import java.io.FileReader;



  • import java.io.IOException;



  • import java.lang.reflect.Method;



  • import java.util.Properties;







  • /*



  • * 我们利用反射和配置文件,可以使:应用程序更新时,对源码无需进行任何修改



  • * 我们只需要将新类发送给客户端,并修改配置文件即可



  • */



  • public class Demo {



  •         public static void main(String[] args) throws Exception {



  •                 //通过反射获取Class对象



  •                 Class stuClass = Class.forName(getValue("className"));//"cn.fanshe.Student"



  •                 //2获取show()方法



  •                 Method m = stuClass.getMethod(getValue("methodName"));//show



  •                 //3.调用show()方法



  •                 m.invoke(stuClass.getConstructor().newInstance());







  •         }







  •         //此方法接收一个key,在配置文件中获取相应的value



  •         public static String getValue(String key) throws IOException{



  •                 Properties pro = new Properties();//获取配置文件的对象



  •                 FileReader in = new FileReader("pro.txt");//获取输入流



  •                 pro.load(in);//将流加载到配置文件对象中



  •                 in.close();



  •                 return pro.getProperty(key);//返回根据key获取的value值



  •         }



  • }




控制台输出:

is show()


需求:
当我们升级这个系统时,不要Student类,而需要新写一个Student2的类时,这时只需要更改pro.txt的文件内容就可以了。代码就一点不用改动



要替换的student2类:


  • public class Student2 {



  •         public void show2(){



  •                 System.out.println("is show2()");



  •         }



  • }





配置文件更改为:


  • className = cn.fanshe.Student2



  • methodName = show2


控制台输出:
is show2();
7、反射方法的其它使用之---通过反射越过泛型检查
泛型用在编译期,编译过后泛型擦除(消失掉)。所以是可以通过反射越过泛型检查的

测试类:


  • import java.lang.reflect.Method;



  • import java.util.ArrayList;







  • /*



  • * 通过反射越过泛型检查



  • *



  • * 例如:有一个String泛型的集合,怎样能向这个集合中添加一个Integer类型的值?



  • */



  • public class Demo {



  •         public static void main(String[] args) throws Exception{



  •                 ArrayList<String> strList = new ArrayList<>();



  •                 strList.add("aaa");



  •                 strList.add("bbb");







  •         //        strList.add(100);



  •                 //获取ArrayList的Class对象,反向的调用add()方法,添加数据



  •                 Class listClass = strList.getClass(); //得到 strList 对象的字节码 对象



  •                 //获取add()方法



  •                 Method m = listClass.getMethod("add", Object.class);



  •                 //调用add()方法



  •                 m.invoke(strList, 100);







  •                 //遍历集合



  •                 for(Object obj : strList){



  •                         System.out.println(obj);



  •                 }



  •         }



  • }



控制台输出:

aaa
bbb
100



转自:https://blog.csdn.net/sinat_38259539/article/details/71799078

 
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