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一. 反射机制概念
主要是指程序可以访问，检测和修改它本身状态或行为的一种能力，并能根据自身行为的状态和结果，调整或修改应用所描述行为的状态和相关的语义。在java中，只要给定类的名字， 那么就可以通过反射机制来获得类的所有信息。
反射是Java中一种强大的工具，能够使我们很方便的创建灵活的代码，这些代码可以再运行时装配，无需在组件之间进行源代码链接。但是反射使用不当会成本很高！
类中有什么信息，利用反射机制就能可以获得什么信息，不过前提是得知道类的名字。
通俗的说，大家都知道java编译完成后会生成.class文件，java的反射机制就相当于用程序直接调用以前生成的.class的功能，说一个很现实的例子，我们用java开发好的程序，我们给用户的是包含.class的安装包，里边没有.java文件，如果我们程序版本更新了，用户通过网络更新程序，那需要重新下载一次所有文件吗？当然不是，通过java的反射机制，我们添加的新版本功能只需要通过反射就可以调用.class文件中函数的功能，所以，就只需要更新新添加的.class文件和修改的.class文件即可。
二. 反射机制的作用
- 在运行时判断任意一个对象所属的类；
- 在运行时获取类的对象；
- 在运行时访问java对象的属性，方法，构造方法等。
三. 反射机制的优点与缺点
首先要搞清楚为什么要用反射机制？直接创建对象不就可以了吗，这就涉及到了动态与静态的概念。
静态编译：在编译时确定类型，绑定对象，即通过。
动态编译：运行时确定类型，绑定对象。动态编译最大限度发挥了java的灵活性，体现了多态的应用，有以降低类之间的藕合性。
反射机制的优点：可以实现动态创建对象和编译，体现出很大的灵活性（特别是在J2EE的开发中它的灵活性就表现的十分明显）。通过反射机制我们可以获得类的各种内容，进行了反编译。对于JAVA这种先编译再运行的语言来说，反射机制可以使代码更加灵活，更加容易实现面向对象。
比如，一个大型的软件，不可能一次就把把它设计的很完美，当这个程序编译后，发布了，当发现需要更新某些功能时，我们不可能要用户把以前的卸载，再重新安装新的版本，假如这样的话，这个软件肯定是没有多少人用的。采用静态的话，需要把整个程序重新编译一次才可以实现功能的更新，而采用反射机制的话，它就可以不用卸载，只需要在运行时才动态的创建和编译，就可以实现该功能。
反射机制的缺点：对性能有影响。使用反射基本上是一种解释操作，我们可以告诉JVM，我们希望做什么并且它 满足我们的要求。这类操作总是慢于只直接执行相同的操作。
四. 反射机制的示例
1.通过一个对象获得完整的包名和类名
添加一句：所有类的对象其实都是Class的实例。
package Reflect;
class Demo{
//other codes...
}
class hello{
public static void main(String[] args) {
Demo demo=new Demo();
System.out.println(demo.getClass().getName());
}
}
//【运行结果】：Reflect.Demo
2.实例化Class类对象
package Reflect;
class Demo{
//other codes...
}
class hello{
public static void main(String[] args) {
Class<?> demo1=null;
Class<?> demo2=null;
Class<?> demo3=null;
try{
//一般尽量采用这种形式
demo1=Class.forName("Reflect.Demo");
}catch(Exception e){
e.printStackTrace();
}
demo2=new Demo().getClass();
demo3=Demo.class;
System.out.println("类名称 "+demo1.getName());
System.out.println("类名称 "+demo2.getName());
System.out.println("类名称 "+demo3.getName());
}
}
//【运行结果】：
//类名称 Reflect.Demo
//类名称 Reflect.Demo
//类名称 Reflect.Demo
3.通过Class实例化其他类的对象
Person类
package reflect;
public class Person {
private String name;
private int age;
public Person(){
}
public Person(String name){
this.name=name;
}
public Person(int age){
this.age = age;
}
public Person(String name, int age) {
this.age = age;
this.name = name;
}
public String getName() {
return name;
}
public void setName(String name) {
this.name = name;
}
public int getAge() {
return age;
}
public void setAge(int age) {
this.age = age;
}
@Override
public String toString(){
return "["+this.name+" "+this.age+"]";
}
}
通过class实例化Person类
package reflect;
//通过class实例化其他类对象
public class test2 {
public static void main(String[] args) {
Class<?> demo = null;
try {
demo = Class.forName("reflect.Person");
} catch (Exception e) {
// TODO: handle exception
}
Person per = null;
try {
per = (Person) demo.newInstance();
} catch (InstantiationException e) {
// TODO Auto-generated catch block
e.printStackTrace();
} catch (IllegalAccessException e) {
// TODO Auto-generated catch block
e.printStackTrace();
}
per.setName("Artorias");
per.setAge(20);
System.out.println(per.toString());
}
}
！！！注意一下，当我们把Person中的默认的无参构造函数取消的时候，比如自己定义只定义一个有参数的构造函数之后，会出现错误。
4.通过Class调用其他类中的构造函数 （也可以通过这种方式通过Class创建其他类的对象）
package reflect;
import java.lang.reflect.Constructor;
import java.lang.reflect.InvocationTargetException;
//通过class调用其他类中的构造函数或者创建其他类的对象
public class test3 {
public static void main(String[] args) {
Class<?> demo = null;
try {
demo = Class.forName("reflect.Person");
} catch (ClassNotFoundException e) {
System.err.println("there is a error");
e.printStackTrace();
}
Person per1 = null;
Person per2 = null;
Person per3 = null;
Person per4 = null;
Constructor<?> cons[] = demo.getConstructors();
for(Constructor<?> con:cons){
System.out.println("构造函数：" + con);
}
try {
//要注意这里的cons得到的cons中构造函数的顺序，下边的代码也要按照顺序来写，不然就会报错
per1 = (Person) cons[3].newInstance();
per2 = (Person) cons[2].newInstance("Arotrias");
per3 = (Person) cons[1].newInstance(18);
per4 = (Person) cons[0].newInstance("Arotrias", 18);
} catch (InstantiationException e) {
// TODO Auto-generated catch block
e.printStackTrace();
} catch (IllegalAccessException e) {
// TODO Auto-generated catch block
e.printStackTrace();
} catch (IllegalArgumentException e) {
// TODO Auto-generated catch block
e.printStackTrace();
} catch (InvocationTargetException e) {
// TODO Auto-generated catch block
e.printStackTrace();
}
System.out.println(per1.toString());
System.out.println(per2.toString());
System.out.println(per3.toString());
System.out.println(per4.toString());
}
}
5.返回一个类实现的接口
China接口
package reflect;
public interface China {
public static final String name = "Artorias";
public static int age = 18;
public void sayChina();
public void sayHello(String name, int age);
}
Person1实现了China这个接口
package reflect;
public class Person1 implements China{
private String sex;
public Person1(){}
public Person1(String sex){
this.sex = sex;
}
public String getSex() {
return sex;
}
public void setSex(String sex) {
this.sex = sex;
}
@Override
public void sayChina() {
System.out.println("Hello China");
}
@Override
public void sayHello(String name, int age) {
System.out.println(name + " " + age);
}
}
获得Person1类的实现的所有接口
package reflect;
//获得其他类实现的所有接口
public class test4 {
public static void main(String[] args) {
Class<?> demo = null;
try {
demo = Class.forName("reflect.Person1");
} catch (ClassNotFoundException e) {
e.printStackTrace();
}
Class<?> intes[] = demo.getInterfaces();
for(int i=0; i<intes.length; i++){
System.out.println(intes[i].getName());
}
}
}
6.取得其他类中的父类
package reflect;
//取得其他类的父类
public class test6 {
public static void main(String[] args) {
Class<?> demo = null;
try {
demo = Class.forName("reflect.Person1");
} catch (Exception e) {
// TODO: handle exception
}
Class<?> temp = demo.getSuperclass();
System.out.println(temp.getName());
}
}
7.获得其他类中的全部构造函数
package reflect;
import java.lang.reflect.Constructor;
//获得其他类的所有构造方法
public class test5 {
public static void main(String[] args) {
Class<?> demo = null;
try {
demo = Class.forName("reflect.Person");
} catch (Exception e) {
// TODO: handle exception
}
Constructor<?>[] cons = demo.getConstructors();
for(Constructor<?> con:cons){
System.out.println(con);
}
}
}
8.取得其他类的全部属性，将这些整理在一起，也就是通过class取得一个类的全部框架
package reflect;
import java.lang.reflect.Field;
import java.lang.reflect.Modifier;
//取得其他类的全部属性，将这些整理到一起，也就是通过class取得一个类的全部框架
public class test7 {
public static void main(String[] args) {
Class<?> demo = null;
try {
demo = Class.forName("reflect.Person1");
} catch (Exception e) {
// TODO: handle exception
}
System.out.println("------本类属性------");
//取得本类全部属性
Field[] fields = demo.getDeclaredFields();
for(Field field : fields){
//权限修饰符
int mo = field.getModifiers();
String priv = Modifier.toString(mo);
//属性类型
Class<?> type = field.getType();
System.out.println("权限：" + priv + "，属性类型：" + type.toString() + "，属性名：" + field.getName());
}
System.out.println("------实现的接口或父类属性------");
Field[] field1s = demo.getFields();
for(Field field1 : field1s){
//权限修饰符
int mo = field1.getModifiers();
String priv = Modifier.toString(mo);
//属性类型
Class<?> type = field1.getType();
System.out.println("权限：" + priv + "，属性类型：" + type.toString() + "，属性名：" + field1.getName());
}
}
}
9.通过反射调用其他类中的方法
package reflect;
import java.lang.reflect.Method;
//通过反射获得其他类中的方法
public class test8 {
public static void main(String[] args) {
Class<?> demo = null;
try {
demo = Class.forName("reflect.Person1");
} catch (Exception e) {
// TODO: handle exception
}
try {
//调用Person1类中的sayChina方法
Method method = demo.getMethod("sayChina");
method.invoke(demo.newInstance());
//调用Person1类中的sayHello方法
method = demo.getMethod("sayHello", String.class, int.class);
method.invoke(demo.newInstance(), "Artorias", 18);
} catch (Exception e) {
// TODO: handle exception
}
}
}
10.调用其他类的set和get方法
package reflect;
import java.lang.reflect.Method;
//调用其他类的set和get方法
public class test9 {
public static void main(String[] args) {
Class<?> demo = null;
Object obj=null;
try {
demo = Class.forName("reflect.Person1");
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
}
try {
obj = demo.newInstance();
} catch (Exception e) {
// TODO: handle exception
}
setter(obj, "Sex", "男", String.class);
getter(obj, "Sex");
}
/**
* @param obj 操作的对象
* @param att 操作的属性
* */
public static void getter(Object obj, String att){
try {
Method method = obj.getClass().getMethod("get" + att);
System.out.println(method.invoke(obj));
} catch (Exception e) {
// TODO: handle exception
}
}
/**
* @param obj 操作的对象
* @param att 操作的属性
* @param value 设置的值
* @param type 参数的属性
* */
public static void setter(Object obj, String att, Object value, Class<?> type){
try {
Method method = obj.getClass().getMethod("set" + att, type);
method.invoke(obj, value);
} catch (Exception e) {
// TODO: handle exception
}
}
}
11.通过反射操作属性
package reflect;
import java.lang.reflect.Field;
//通过反射操作属性
public class test10 {
public static void main(String[] args) {
Class<?> demo = null;
Object obj = null;
try {
demo = Class.forName("reflect.Person1");
obj = demo.newInstance();
Field field = demo.getDeclaredField("sex");
field.setAccessible(true);
field.set(obj, "男");
System.out.println(field.get(obj));
} catch (Exception e) {
// TODO Auto-generated catch block
e.printStackTrace();
}
}
}
12.通过反射取得并修改数组的信息
package reflect;
import java.lang.reflect.Array;
//通过反射取得并修改数组的信息
public class test11 {
public static void main(String[] args) {
int[] temp={1,2,3,4,5};
Class<?> demo = temp.getClass().getComponentType();
System.out.println("数组类型：" + demo.getName());
System.out.println("数组长度：" + Array.getLength(temp));
System.out.println("数组第一个元素：" + Array.get(temp, 0));
Array.set(temp, 0, 100);
System.out.println("修改之后数组第一个元素为： "+Array.get(temp, 0));
}
}
13.通过反射修改数组大小
package reflect;
import java.lang.reflect.Array;
//通过反射修改数组大小
public class test12 {
public static void main(String[] args) {
int[] temp={1,2,3,4,5,6,7,8,9};
int[] newTemp=(int[])arrayInc(temp,15);
print(newTemp);
System.out.println("
=====================");
String[] atr={"a","b","c"};
String[] str1=(String[])arrayInc(atr,8);
print(str1);
}
/**
* 修改数组大小
* */
public static Object arrayInc(Object obj,int len){
Class<?> arr = obj.getClass().getComponentType();
Object newArr = Array.newInstance(arr, len);
int co = Array.getLength(obj);
System.arraycopy(obj, 0, newArr, 0, co);
return newArr;
}
/**
* 打印
* */
public static void print(Object obj){
Class<?>c=obj.getClass();
if(!c.isArray()){
return;
}
System.out.println("数组长度为： " + Array.getLength(obj));
for (int i = 0; i < Array.getLength(obj); i++) {
System.out.print(Array.get(obj, i)+" ");
}
}
}
14.动态代理
首先来看看如何获得类加载器：
package reflect;
//动态代理
public class test13 {
public static void main(String[] args) {
//首先看看如何获得类加载器
Person1 p1 = new Person1();
System.out.println("类加载器:" + p1.getClass().getClassLoader().getClass().getName());
}
}
其实在java中有三种类类加载器。
1）Bootstrap ClassLoader 此加载器采用c++编写，一般开发中很少见。
2）Extension ClassLoader 用来进行扩展类的加载，一般对应的是jrelibext目录中的类
3）AppClassLoader 加载classpath指定的类，是最常用的加载器。同时也是java中默认的加载器。
如果想要完成动态代理，首先需要定义一个InvocationHandler接口的子类，已完成代理的具体操作。
package reflect;
import java.lang.reflect.InvocationHandler;
import java.lang.reflect.Method;
import java.lang.reflect.Proxy;
//定义项目接口
interface Subject {
public String say(String name, int age);
}
//定义真实项目
class RealSubject implements Subject {
@Override
public String say(String name, int age) {
return name + " " + age;
}
}
class MyInvocationHandler implements InvocationHandler {
private Object obj = null;
public Object bind(Object obj) {
this.obj = obj;
return Proxy.newProxyInstance(obj.getClass().getClassLoader(), obj
.getClass().getInterfaces(), this);
}
public Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args)
throws Throwable {
Object temp = method.invoke(this.obj, args);
return temp;
}
}
public class test14 {
public static void main(String[] args) {
MyInvocationHandler demo = new MyInvocationHandler();
Subject sub = (Subject) demo.bind(new RealSubject());
String info = sub.say("Rollen", 20);
System.out.println(info);
}
}
类的生命周期
在一个类编译完成之后，下一步就需要开始使用类，如果要使用一个类，肯定离不开JVM。在程序执行中JVM通过装载，链接，初始化这3个步骤完成。
类的装载是通过类加载器完成的，加载器将.class文件的二进制文件装入JVM的方法区，并且在堆区创建描述这个类的java.lang.Class对象。用来封装数据。 但是同一个类只会被类装载器装载以前
链接就是把二进制数据组装为可以运行的状态。
链接分为校验，准备，解析这3个阶段：
校验一般用来确认此二进制文件是否适合当前的JVM（版本），
准备就是为静态成员分配内存空间，并设置默认值。
解析指的是转换常量池中的代码作为直接引用的过程，直到所有的符号引用都可以被运行程序使用（建立完整的对应关系）。
完成之后，类型也就完成了初始化，初始化之后类的对象就可以正常使用了，直到一个对象不再使用之后，将被垃圾回收。释放空间。当没有任何引用指向Class对象时就会被卸载，结束类的生命周期。