反射（Java Reflection）

Java反射机制概述

• Reflection（反射）是Java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ReflectionAPI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.
  
  Class c = Class.forName（"java.lang.String"）;
• 加载完类之后，在堆内的方法区中就产生了一个Class类的对象（一个类只有一个Class对象），这个对象就包含了完的类的结构信息。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，通过这个镜子可以看到类的结构，所有，我们形象的称之为：反射 **
  
  

Java反射机制提供的功能

• 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二和方法

• 在运行时处理注解

• 生成动态代理

发射相关的主要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

java.lang.reflect.Constructor:代表类的构造器

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看也很好理解，即:可以通过对象发射求出类的名称

四种方式:

1.forName类

2.类.class

3.对象名.Class

4.包装类Type

Class类

对象照镜子可以得到的信息：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
• 每一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 ClassforName(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，数组类或void）的名称
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
Constructor[] getConstructors	返回一个包含某些Constructors对象的数组
Method getMothed(String name,Class..T)	返回一个个Method对象，此对象的形参类型为paramType
Filed[] getDeclaredFields()	返回Filed对象的一个数组

获取Class类的实例

• 若已知具体的类，通过类的class属性获取，该方法最安全可靠，程序性能最高
  
  Class clazz = Person.class;
• 已知某个类的实例，调用该实例的getClass（）方法获取Class对象
  
  Class class = person.getClass();
• 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
  
  ** Class clazz = Class.forName("demo01.Student")；**
• 内置基本数据类型可以直接用类名.Type
• 还可以利用ClassLoader

例子

//测试Class类的创建方式有哪些
public class Test03 {
    public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException {
        Person person = new Student();
        System.out.println("这个人是："+person.name);

        //方式一：通过对象获得
        Class c1 = person.getClass();
        System.out.println(c1.hashCode());
        //方式二：forname获得
        Class c2 = Class.forName("Student");
        System.out.println(c2.hashCode());
        //方式三：通过类名.class获得
        Class c3 = Student.class;
        System.out.println(c3.hashCode());
        //方式四:基本内置类型的包装类都有一个Type属性
        Class c4 = Integer.TYPE;
        System.out.println(c4);
        //获得父类类型
        Class c5= c1.getSuperclass();
        System.out.println(c5);
    }
}
class Person{
     public String name;
    public Person() {
    }

    public Person(String name) {
        this.name = name;
    }

    @Override
    public String toString() {
        return "Person{" +
                "name='" + name + '\'' +
                '}';
    }
}
class Student extends Person{
    public  Student(){
        this.name="学生";
    }
}
class Teacher extends Person{
    public Teacher(){
        this.name = "老师";
    }
}

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

 //方式一：调用运行时类得属性： .class
        Class clazz1 = Person.class;
        System.out.println(clazz1);
        //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);
        //方式三：调用Class的静态方法：forName(String classPath)
        Class clazz3 = Class.forName("com.llxy.bean.Person");
        System.out.println(clazz3);
        System.out.println(clazz1 ==clazz2);
        System.out.println(clazz1 ==clazz3);
        //方式四：使用类的加载器 ClassLoader
        ClassLoader classLoader = Test.class.getClassLoader();
        Class clazz4 = classLoader.loadClass("com.llxy.bean.Person");
        System.out.println(clazz4);
        /**Class实例可以时那些结构的说明
         * object.class Comparable.class String[].class int[][].class ElementTye.class Override.class
         * int.class void.class Class.class   int[] a =new int[10]  只要数组的元素与 维度一样，就是同一个Class
         */

例子

import java.lang.annotation.ElementType;

public class Test04 {
    public static void main(String[] args) {
       //类
        Class c1 = Object.class;
        //接口
        Class c2 = Comparable.class;
        //一维数组
        Class c3 = String[].class;
        //二维数组
        Class c4 = int[][].class;
        //注解类型
        Class c6 = ElementType.class;
         //引用数据类型
        Class c7 = Integer.class;
        //空类型
        Class c8 = void.class;
        //类类型
        Class c9 = Class.class;
        System.out.println(c1);
        System.out.println(c2 );
        System.out.println(c3);
        System.out.println(c4);
        System.out.println(c6);
        System.out.println(c7);
        System.out.println(c8);
        System.out.println(c9);
         //只要元素类型与维度一样，就是通一个class
        int[] a = new int[10];
        int[] b = new int[100];
        System.out.println(a.getClass().hashCode());
        System.out.println(b.getClass().hashCode());
    }
}

类的加载过程

当程序主动使用某个类时，如果该类还未被加载到内存中，则系统会通过三个步骤来对该类进行初始化。

加载

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为方法区的运行时数据结构，然后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（即引用地址）。所有需要访问合使用类数据只能通过Class对象。这个加载的过程需要类加载器参与。

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0afe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

初始化

• 执行类构造器()方法的过程。类构造器()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。

类的加载与ClassLoader的理解

类加载器的作用：

• 将class文件字节码内容加载到内存中，并将将这些静态数据转换成方法区运行时数据结构，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。

ClassLoader

public class Test {
    public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException {
      //对于自定义类，使用系统类加载器进行加载
        ClassLoader classLoader = Test.class.getClassLoader();
        System.out.println(classLoader);

        //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);

        //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);
        ClassLoader classLoader3 = String.class.getClassLoader();
        System.out.println(classLoader3);
    }
}

ClassLoader加载配置文件

     //方式一：ProPerties用来读取配置文件
        Properties pros = new Properties();
        //方式一：输入流
        FileInputStream fis = new FileInputStream("jdbc.properties");
        pros.load(fis);
        //方式二： 使用类加载器 配置文件默认识别为：当前module的src下
        ClassLoader classLoader = ClassLoader.class.getClassLoader();
        InputStream resourceAsStream = classLoader.getResourceAsStream("src\\jdbc.properties");
        pros.load(resourceAsStream);
        String user = pros.getProperty("user");
        String password =pros.getProperty("password");

通过反射创建对应的运行时类的对象

不同类的hashcode也是可能相同的啊，只有相同类的不同对象的hashcode不同