Java 高级开发必修知识---反射

 

程序猿们经常说的一句话：反射反射。。。程序员的快乐

 

 

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。

 

文章开始之前 提一下：

java反射操作其实就是主要围绕Class，Field，Methon,Constructor等几个类来操作其中的方法

万物皆对象。但基本数据类型 和 使用static修饰的成员不是对象

但基本数据类型的封装类是对象

Class类的使用

1) 在面向对象的世界里，万事万物皆对象

A. Java语言中，普通数据类型，静态成员不是对象，其他皆对象

B. 每一个类也是对象

C. 类是java.lang.Class类的实例对象

There is a class named Class

对象的表示：

普通类对象表示：

Foo foo = new Foo();

Class类实例对象表示：

//Foo也是一个实例对象，是Class类的实例对象

任何一个类都是Class的实例对象，这个实例对象有三种表达方式

1. 任何一个类都有一个隐含的静态成员变量class：

Class c1 = Foo.class;

2. 已经指定该类的对象通过getClass方法

Foo foo = new Foo();

Class c2 = foo.getClass();

官网：c1/c2 表示了Foo类的类类型（class type）

一个类，本身就是一个对象，它是Class类的对象

万事万物皆对象，类也是对象，是Class类的实例对象，这个对象我们称为该类的类类型

3. ForName(“类的全称”);

Class c3 = null;

c3=Class.forName(“包名+.某类名”);

不管是那种表达方式，都是Class类的对象，都是Foo类的类类型。所以：

C1=c2=c3

完全可以通过类的类类型创建该类的对象（创建Foo的实例对象，但要做强制类型转换，向下转型）

前提要求：需要有无参数的构造方法

Comont comont = new Comont();
Class c1 = comont.getClass();
Class c2 = Comont.class;
try {
Comont c = (Comont) c2.newInstance();
} catch (InstantiationException | IllegalAccessException e) {
// TODO Auto-generated catch block
e.printStackTrace();
}
System.out.println(c1 == c2);
comont.start();

动态加载类

Class.forName(“类的全称”);

1. 不仅表示了类的类类型，还代表动态加载类

2. 编译时刻加载类是静态加载类，运行时刻加载类是动态加载类

(1) New 对象是静态加载类，在变异时刻就需要加载所有的可能使用到的类

(2) 动态加载类，在运行时刻加载

编译不会报错

运行时刻报错。找不到该类

Class c = Class.forName(arg[0]);

共同实现接口类 cc = (共同实现接口类) c.newInstance();

3. 使用记事本开发可明显区分

Java 类 要运行类：动态加载类，不需要重新编译测试类，直接运行即可

功能性的类：尽量使用动态加载

基本数据类型也有类类型

Class c1 = int.class;
Class c2 = String.class;//String类的字节码

数据类型和包装类的类类型不同

Void也是类

Class c3 = void.class;

基本数据类型

Void关键字

都存在类类型

方法也是对象，方法是Method的对象

反射：某类的字节码表示

获取方法信息

1. c.getName()

(1) 基本数据类型返回类型名

(2) 类返回包名+类名类的名称

2. c1.getSimpleName()

(1) 返回不带包名的类的名称

栗子：通过反射可以获取到任何类的信息

需求：打印类的信息，获取类的 成员函数

package cn.pro;

import java.lang.reflect.Method;

/**
 *
 * @author: 房上的猫
 *
 * @time: 下午5:34:45
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 * @博客地址: https://www.cnblogs.com/lsy131479/
 *
 */

public class mymain {
    public static void printClassMessage(Object obj) {
        // 要获取类的信息 首先要获取类的类类型
        // 形参obj 该对象所属类的信息
        Class c = obj.getClass();// 传递的是哪个子类的对象 c就是该        子类的类类型
        // getClass()方法：native修饰代表 存在不是java 代码 ，调度        外用 ///该方法java内调用底层c语言实现

        // 获取累的名称
        System.out.println("类的名称是：" + c.getName());
        // Method类是方法对象
        // 一个成员方法就是一个Method
        // getMethods()方法获取的是所有的public修饰的函数，包括父类        继承而来的
        Method[] ms = c.getMethods();
        // c.getDeclaredMethods()获取的是所有该类自己声明的方法，不        问访问权限.所有。所有。所有
        String[] name = new String[ms.length];
        for (int i = 0; i < ms.length; i++) {
            // 得到方法的返回值类型--得到的是返回值类型的类类型
            Class returnType = ms[i].getReturnType();
            // 得到返回值名字
            String returnName = returnType.getName();
            // 得到方法的名称
            name[i] = ms[i].getName();
            // 获取参数列表类型--得到的是参数列表的类型的类类型
            Class[] parameterTypes = ms[i].getParameterTypes();
Int params=parameterTypes.length;
String[] paramNames = new String[params];
            for (int j = 0; j < params; j++) {
                // 得到参数列表名
                paramNames[j] = ms[j].getName();
            }
        }
    }
}

通过反射可以获取任何类的类信息

比较牛逼

获取类的成员变量构造函数信息

成员变量也是对象

是Java.lang.reflect.Field的对象

Field类封装了关于成员变量的操作

栗子：通过反射可以获取到任何类的信息

需求：打印类的信息，获取类的成员变量

package cn.reflect;

import java.lang.reflect.Field;

/**
 *
 * @author: 房上的猫
 *
 * @time: 下午3:49:32
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 * @博客地址: https://www.cnblogs.com/lsy131479/
 *
 */

public class myField {
    public static void printFieldMessage(Object obj) {
        Class c = obj.getClass();
        // getFidlds() 方法获取的是类的所有的public的成员变量信息
        Field[] fs = c.getFields();

        // getDeclaredFields() 获取的是该类自己声明的成员信息 不问访问权限.所有。所有。所有
        // Field[] fs = c.getDeclaredFields();

        for (Field field : fs) {
            // 得到成员变量的类型的类类型
            Class fieldType = field.getType();
            // 得到成员变量类型的名字
            String typeName = fieldType.getName();
            // 得到成员变量的名字
            String fieldName = field.getName();
            //

        }

    }
}

构造函数也是对象

是Java.lang.Constructor的对象 其中封装了构造函数的信息

栗子：通过反射可以获取到任何类的信息

需求：打印类的信息，获取类的构造函数信息

package cn.reflect;

import java.lang.reflect.Constructor;

/**
 *
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 * @time: 下午3:49:32
 *
 * @博客地址: https://www.cnblogs.com/lsy131479/
 *
 */

public class myCon {
    public static void printConMessage(Object obj) {
        Class c = obj.getClass();
        // getConstructors() 获得所有的共有的构造方法
        Constructor[] cs = c.getConstructors();
        // getDeclaredConstructors() 得到所有的构造方法（必须是自己声明的） 不问访问权限.所有。所有。所有
        // Constructor[] cs = c.getDeclaredConstructors();
        for (Constructor constructor : cs) {
            // 获取构造函数名
            String name = constructor.getName();
            // 获取构造函数的参数列表------>得到的是参数列表的类类型
            Class[] parameterTypes = constructor.getParameterTypes();
            for (Class class1 : parameterTypes) {
                // 获取构造函数参数列表名
                String name2 = class1.getName();
            }
        }
    }
}

其他

Class类还可以获取类的其他信息，这里将不再详细讲解

想要了解的可以创建Class类的实例对象

Class c = obj.getClass();

c.get...

自行查看并尝试

或阅读帮助文档，查看Class类的所有API

记住一点：在任何情况下想要获取一个类的信息，首先要得到这个类的类类型

得到类的类类型，得到这个类的类信息就轻而易举得到了

方法的反射

1. 如何获取某个方法？

方法的名称和方法的参数列表才能唯一决定某个方法

2. 方法反射的操作

Method.invoke（对象，参数列表）

栗子：

package cn.reflect;

import java.lang.reflect.Method;

/**
 *
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 * @time: 下午4:25:25
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 *
 */

public class MethodDemo1 {
    public static void main(String[] args) throws Exception {

        // 要获取print（int，int）方法
        A a = new A();
        /*
         * 1.要获取一个方法就是要获取一个类的信息，获取类的信息首先要获取类的类类型
         */

        Class c = a.getClass();
        /*
         * 2.获取方法 名称和参数列表
         *
         * getMethod(name, parameterTypes)获取的是public的方法
         *
         * c.getDeclaredMethod(name, parameterTypes)获取的是所有自己声明的方法 不问访问权限
         *
         *
         * 参数解析： 1.name：方法名 2.parameterTypes：参数列表类型（0或多个）
         */
        Method m = c.getMethod("print", new Class[] { int.class, int.class });

        /*
         * 方法的反射操作
         *
         * a.print(10,20);方法的反射操作是用m对象来进行方法调用 和a.print调用的效果
         *
         * 方法如果没有返回值返回null 有返回值返回具体的返回值 返回object类型，需要做强制类型转换
         */

        Object o = m.invoke(a, new Object[] { 10, 20 });
        // 就等于调用了print（int，int）方法

        /*
         * 如果方法无参数列表则：
         *
         * c.getMethod("print"); m.invoke(a);
         */

    }
}

class A {
    public void print(int a, int b) {
        System.out.println(a + b);
    }

    public void print(String a, String b) {
        // a的大写形式 and b的小写形式
        System.out.println(a.toUpperCase() + "," + b.toLowerCase());
    }
}

升华操作：

通过反射了解集合泛型的本质

通过Class，Method来认识泛型的本质

相信读者们看到这里心中一定会有这样两个疑问：

什么是泛型？

泛型什么时候有效？

 那我们探讨一下这两个话题：

 

package cn.reflect;

import java.lang.reflect.Method;
import java.util.ArrayList;

/**
 *
 * @author: 房上的猫
 *
 * @time: 下午6:31:38
 *
 * @博客地址: https://www.cnblogs.com/lsy131479/
 *
 */

public class MethodDemo2 {
    public static void main(String[] args) {
        // 普通集合
        ArrayList list = new ArrayList<>();

        // 泛型集合 集合内只能存放'<>'尖括号内类型的值
        ArrayList<String> list1 = new ArrayList<>();
        // 集合的泛型防止错误输入

        // 利用反射了解集合泛型
        Class c1 = list.getClass();
        Class c2 = list1.getClass();
        list1.add("1");
        System.out.println(c1 == c2);
        /*
         * 反射的操作都是编译之后的操作（运行时）
         *
         * c1==c2结果返回true 表示两个集合类运行时都是同一类类型
         *
         * 说明编译之后集合的泛型是去泛型化的（编译完之后就没有泛型存在了）
         *
         * java中集合的泛型，是防止错误输入的，只在编译阶段有效，绕过编译就无效了
         *
         * 验证：可以通过方法的反射来操作，绕过编译
         */
        try {
            Method m = c2.getMethod("add", Object.class);
            m.invoke(list1, 100);// 大胆猜想：绕过编译操作就绕过了泛型
            // 集合大小返回2 .说明：绕过编译阶段后可以向泛型集合添加任何类型的值
            System.out.println(list1.size());
            // 尝试查看泛型集合内的值 发现值已经添加进去
            System.out.println(list1);

            /*
             * 在这里如果使用for增强遍历将会抛异常
             *
             * 因为后面添加的100是int类型的值
             *
             * 而集合泛型是String类型
             *
             * 使用for增强遍历内部其实做出的操作是：集合的每个值都使用一个集合泛型类型的数据类型来接受遍历
             * 而int类型使用String类型来接受，众所周知将会报错（这里的泛型类型是String）
             *
             * 会有类型转换错误
             */
        } catch (NoSuchMethodException e) {
            // TODO Auto-generated catch block
            e.printStackTrace();
        } catch (Exception e) {
            // TODO Auto-generated catch block
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

结论：

反射（Class，Method，Field,,Constructor  ... ）的操作都是绕过编译，都是在运行时刻来执行的

凡事都是一把双刃剑，都有利弊两面，不可能有事物十全十美，反射是好，但也不要盲目使用

反射优缺点

优点：

（1）能够运行时动态获取类的实例，大大提高系统的灵活性和扩展性。 
（2）与Java动态编译相结合，可以实现无比强大的功能 
缺点： 
（1）使用反射的性能较低 
（2）使用反射相对来说不安全 
（3）破坏了类的封装性，可以通过反射获取这个类的私有方法和属性 

ok...到此为止！！！后续如果有新的想法将会继续总结。。敬请期待 

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