[Reflect] 1 反射

Reflect

Posted by Mr.Vincent on 2020-04-08
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反射机制概述

Reflection(反射)是被视为动态语言的关键,反射机制允许程序在执行期借助于 Reflection API 取得任何类的内部信息,并能直接操作任意对象的内部属性及方法。

加载完类之后,在堆内存的方法区中就产生了一个 Class 类型的对象( 一个类只有一个 Class 对象),这个对象就包含了完整的类的结构信息 。我们可以通过这个对象看到类的结构。这个对象就像一面镜子 ,透过这个镜子看到类的结构,所以我们形象的称之为:反射。

反射机制研究及应用

  • 在运行时判断任意一个对象所属的类
  • 在运行时构造任意一个类的对象
  • 在运行时判断任意一个类所具有的成员变量和方法
  • 在运行时获取泛型信息
  • 在运行时调用任意一个对象的成员变量和方法
  • 在运行时处理注解
  • 生成动态代理

反射相关的主要 API

  • java.lang.Class:代表一个类
  • java.lang.reflect.Method:代表类的方法
  • java.lang.reflect.Field:代表类的成员变量
  • java.lang.reflect.Constructor:代表类的构造器

理解 Class 类并获取 Class 的实例

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()。这个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/primitive type/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 类是 Reflection 的根源,针对任何你想动态加载、运行的类,唯有先获得相应的 Class 对象

Class 类的常用方法

方法名 功能说明
static Class forName(String name) 返回指定类名 name 的 Class 对象
Object newInstance() 调用缺省构造函数,返回该 Class 对象的一个实例
getName() 返回此 Class 对象所表示的实体(类、接口、数组类、基本类型或 void)名称
Class getSuperClass() 返回当前 Class 对象的父类的 Class 对象
Class [] getInterfaces() 获取当前 Class 对象的接口
ClassLoader getClassLoader() 返回该类的类加载器
Class getSuperclass() 返回表示此 Class 所表示的实体的超类的 Class
Constructor[] getConstructors() 返回一个包含某些 Constructor 对象的数组
Field[] getDeclaredFields() 返回 Field 对象的一个数组
Method getMethod(String name,Class … paramTypes) 返回一个 Method 对象,此对象的形参类型为 paramType

获取 Class 类的实例(四种方法)

  1. 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。例:Class clazz = String.class;
  2. 前提:已知某个类的实例,调用该实例的 getClass() 方法获取 Class 对象。例:Class clazz = “www.atguigu.com”.getClass();
  3. 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。例:Class clazz = Class.forName(“java.lang.String”);
  4. 其他方式
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    ClassLoader cl = this.getClass().getClassLoader();
    Class clazz4 = cl.loadClass("类的全类名");

哪些类型可以有 Class 对象?

  • 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
  • interface:接口
  • []:数组
  • enum:枚举
  • annotation:注解 @interface
  • primitive type:基本数据类型
  • void
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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();
// 只要元素类型与维度一样,就是同一个 Class
System.out.println(c10 == c11);

创建运行时类的对象

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。

示例:

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//1. 根据全类名获取对应的 Class 对象 
String name = "atguigu.java.Person";
Class 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);

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