Java入门系列-27-反射

咱们可能都用过 Spring AOP ，底层的实现原理是怎样的呢？

反射常用于编写工具，企业级开发要用到的 Mybatis、Spring 等框架，底层的实现都用到了反射。能用好反射，就能提高我们编码的核心能力。

反射机制

JAVA反射机制是在运行状态中，对于任意一个实体类，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方法和属性。

作用：

• 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
• 在运行时调用任意一个对象的成员变量和方法
• 生成动态代理

常用的类：

• 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：代表类的构造方法

Class 类

Class 类的实例表示正在运行的 Java 应用程序中的类和接口，Class 没有公共构造方法，Class 对象是在加载类时由 Java 虚拟机及通过调用类加载器中的 defineClass 方法自动构造的。

• 一个类在 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完整结构

获取 Class 对象

获取 Class 对象有4种方式，前三种比较常用。

首先创建一个类用于测试

package com.jikedaquan.reflection;

public class User {

	private int id;
	private String username;
	private String password;

	public User() {
	}

	public User(int id, String username, String password) {
		super();
		this.id = id;
		this.username = username;
		this.password = password;
	}

	public int getId() {
		return id;
	}

	public void setId(int id) {
		this.id = id;
	}

	public String getUsername() {
		return username;
	}

	public void setUsername(String username) {
		this.username = username;
	}

	public String getPassword() {
		return password;
	}

	public void setPassword(String password) {
		this.password = password;
	}

	public void show() {
		System.out.println("Hello");
	}

	@Override
	public String toString() {
		return "User [id=" + id + ", username=" + username + ", password=" + password + "]";
	}
}

编写测试

package com.jikedaquan.reflection;

public class GetClass {

	public static void main(String[] args) {
		//方法1
		try {
			Class clz1=Class.forName("com.jikedaquan.reflection.User");
		} catch (ClassNotFoundException e) {
			e.printStackTrace();
			System.out.println("找不到指定类");
		}
		//方法2
		Class clz2=User.class;
		//方法3
		User user=new User();
		Class clz3=user.getClass();

		//方法4 类的加载器
		try {
			Class clz4=GetClass.class.getClassLoader().loadClass("com.jikedaquan.reflection.User");
		} catch (ClassNotFoundException e) {
			e.printStackTrace();
			System.out.println("找不到指定类");
		}
	}
}

方法1语法：Class Class对象 = Class.forName(包名+类名);

方法2语法：Class Class对象 = 类名.class;

方法3语法：Class Class对象 = 对象.getClass();

getClass() 方法是从 Object 类中继承过来的

获取类的结构

Class 类常用方法

方法名称	说明
Annotation[] getAnnotations()	返回此元素上存在的所有注解
Constructor getConstructor(Class<?>... parameterTypes)	获取指定参数的构造函数
Constructor<?>[] getConstructors()	返回包含的公有构造方法
Constructor<?>[] getDeclaredConstructors()	返回所有构造方法
Field getDeclaredField(String name)	返回一个 Field 对象，该对象反映此 Class 对象所表示的类或接口的指定已声明字段
Method getDeclaredMethod(String name, Class<?>... parameterTypes)	根据方法名和参数获取方法对象

API 中可以看到有两种获取结构的方式：getDeclaredXxx()和getXxx()；getDeclaredXxx()可以获取所有包括私有的

获取类的结构

package com.jikedaquan.reflection;

import java.lang.annotation.Annotation;
import java.lang.reflect.Constructor;
import java.lang.reflect.Field;
import java.lang.reflect.Method;

public class GetClassStruct {

	public static void main(String[] args) {
		try {
			Class clz=Class.forName("com.jikedaquan.reflection.User");
			System.out.println("===========构造===========");
			//获取构造方法
			Constructor[] cons=clz.getDeclaredConstructors();
			for (Constructor constructor : cons) {
				System.out.println(constructor);
			}
			//获取字段
			System.out.println("===========字段===========");
			Field[] fields=clz.getDeclaredFields();
			for (Field field : fields) {
				System.out.println(field);
			}
			//获取方法
			System.out.println("===========方法===========");
			Method[] methods=clz.getDeclaredMethods();
			for (Method method : methods) {
				System.out.println(method);
			}
			//获取父类
			System.out.println("===========父类===========");
			Class supperClass=clz.getSuperclass();
			System.out.println(supperClass.getName());
			//获取实现的接口
			System.out.println("===========接口===========");
			Class[] interfaces=clz.getInterfaces();
			for (Class interf : interfaces) {
				System.out.println(interf);
			}
			//获取注解
			System.out.println("===========注解===========");
			Annotation[] annotations=clz.getAnnotations();
			for (Annotation annotation : annotations) {
				System.out.println(annotation);
			}
		} catch (ClassNotFoundException e) {
			e.printStackTrace();
		}
	}
}

调用类的指定方法、属性

获取构造方法并实例化对象

注意：jdk1.9弃用此方式实例化对象

Object obj=clz.newInstance();

通过反射获取有参或无参构造后方可实例化化对象

package com.jikedaquan.reflection;

import java.lang.reflect.Constructor;

public class CallConstructor {

	public static void main(String[] args) {
		//获取User 的 Class
		Class<User> clz=User.class;

		//获取无参构造方法并实例化
		try {
			//getConstructor()方法不传参即无参
			Constructor<User> constructor=clz.getConstructor();
			User user=constructor.newInstance();
			System.out.println(user);
		} catch (Exception e) {
			e.printStackTrace();
		}
		//获取有参构造方法并实例化
		try {
			Constructor<User> constructor=clz.getConstructor(int.class,String.class,String.class);
			User user=constructor.newInstance(18,"张三","abc123");
			System.out.println(user);
		} catch (Exception e) {
			e.printStackTrace();
		}
	}
}

获取指定构造方法时，第二个参数为动态参数，不填写即获取无参构造方法，填写指定个数和指定类型.class可获取对应方式的构造方法。

调用类中的方法

package com.jikedaquan.reflection;

import java.lang.reflect.Method;

public class CallMethod {

	public static void main(String[] args) {
		//获取User 的 Class
		Class<User> clz=User.class;
		//获取无参方法  show
		try {
			Method method=clz.getMethod("show");
			//执行clz中的方法
			method.invoke(clz.getConstructor().newInstance());
		} catch (Exception e) {
			e.printStackTrace();
		}
		//获取一个参数为String的方法
		try {
			Method method=clz.getMethod("setUsername", String.class);
			//反射实例化对象
			User user=clz.getConstructor().newInstance();
			//执行这个对象的方法
			method.invoke(user, "反射");
			//测试结果
			System.out.println(user);
		} catch (Exception e) {
			e.printStackTrace();
		}
	}
}

如果有多个参数，获取方法：getMethod("方法名称",参数1.class,参数2.class,参数3.class)

多个参数执行时：method.invoke(对象,参数1,参数2,参数3);

动态代理

动态代理是指客户通过代理类来调用其他对象的方法，并且是在程序运行时根据需要创建目标类的代理对象。

原理：

使用一个代理将对象包装起来，然后用该代理对象取代原对象，任何对原始对象的调用都要通过dialing，代理对象决定是否以及何时将方法调用转到原始对象上。

生活中海外代购其实就用到了代理，你可能不方便出国，但是代购可以，最终帮你完成购买行为。

以代购为例子完成静态代理

package com.jikedaquan.reflection;

//购买接口(约定)
interface Buy{
	void buyProduct();
}
//被代理的
class Customer implements Buy{

	@Override
	public void buyProduct() {
		System.out.println("购买商品");
	}
}
//代理
class ProxyBuy implements Buy{
	private Customer customer;

	public ProxyBuy(Customer customer) {
		this.customer=customer;
	}

	@Override
	public void buyProduct() {
		System.out.println("代理：出国");
		//被代理的对象的行为
		customer.buyProduct();
		System.out.println("代理：回国");
	}
}

public class TestStaticProxy {

	public static void main(String[] args) {
		Customer customer=new Customer();
		ProxyBuy proxyBuy=new ProxyBuy(customer);
		proxyBuy.buyProduct();
	}
}

那么动态代理意味着不能只代理 Customer 类的行为，还可以代理其他类的行为

package com.jikedaquan.reflection;

import java.lang.reflect.InvocationHandler;
import java.lang.reflect.Method;
import java.lang.reflect.Proxy;

//工厂接口
interface Factory{
	void product();
}
//电脑工厂
class ComputerFactory implements Factory{

	@Override
	public void product() {
		System.out.println("生产电脑");
	}
}
//动态代理处理器
class MyInvocationHandler implements InvocationHandler{
	//要被代理的对象
	private Object proxyObj;
	//产生代理对象
	public Object bind(Object proxyObj) {
		this.proxyObj=proxyObj;
		return Proxy.newProxyInstance(
				proxyObj.getClass().getClassLoader(),
				proxyObj.getClass().getInterfaces(),
				this
				);
	}
	//代理对象实际执行的方法
	@Override
	public Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args) throws Throwable {
		System.out.println("代理：收收费");
		Object result=method.invoke(proxyObj, args);
		System.out.println("代理：代理完成");
		return result;
	}

}

public class TestDynamicProxy {

	public static void main(String[] args) {
		//创建代理对象生产器
		MyInvocationHandler invocationHandler=new MyInvocationHandler();

		//创建要被代理的对象
		ComputerFactory computerFactory=new ComputerFactory();
		//生产代理对象
		Object factoryProxy=invocationHandler.bind(computerFactory);
		Factory factory=(Factory) factoryProxy;
		factory.product();

		//创建另一个要被代理的对象(上个示例静态代理的对象和接口)
		Customer customer=new Customer();
		//生产代理对象
		Object buyProxy=invocationHandler.bind(customer);
		Buy buy=(Buy) buyProxy;
		buy.buyProduct();
	}
}

在 main 方法中，创建了一个 MyInvocationHandler 对象，通过 bind 方法可以传入任意要被代理的对象，实现了动态。

重点来了，拿好小本子笔记！！！！！

实现动态代理的步骤：

1.创建要被代理的类的接口

2.创建要被代理的类实现类

3.创建代理对象处理器(MyInvocationHandler)，实现 InvocationHandler 接口

4.编写生产代理对象的方法，方法内调用 Proxy.newInstance() 方法，返回代理对象

5.重写 InvocationHandler 的 invoke 方法

6.测试：创建代理对象生产器，生产代理对象