第1章 类加载器
1.1 类的加载
当程序要使用某个类时,如果该类还未被加载到内存中,则系统会通过加载,连接,初始化三步来实现对这个类进行初始化。
l 加载
就是指将class文件读入内存,并为之创建一个Class对象。
任何类被使用时系统都会建立一个Class对象
l 连接
验证 是否有正确的内部结构,并和其他类协调一致
准备 负责为类的静态成员分配内存,并设置默认初始化值
解析 将类的二进制数据中的符号引用替换为直接引用
l 初始化
就是我们以前讲过的初始化步骤
1.2 类初始化时机
1. 创建类的实例
2. 类的静态变量,或者为静态变量赋值
3. 类的静态方法
4. 使用反射方式来强制创建某个类或接口对应的java.lang.Class对象
5. 初始化某个类的子类
6. 直接使用java.exe命令来运行某个主类
1.3 类加载器
l 负责将.class文件加载到内在中,并为之生成对应的Class对象。
l 虽然我们不需要关心类加载机制,但是了解这个机制我们就能更好的理解程序的运行
1.4 类加载器的组成
l Bootstrap ClassLoader 根类加载器
也被称为引导类加载器,负责Java核心类的加载
比如System,String等。在JDK中JRE的lib目录下rt.jar文件中
l Extension ClassLoader 扩展类加载器
负责JRE的扩展目录中jar包的加载。
在JDK中JRE的lib目录下ext目录
l System ClassLoader 系统类加载器
负责在JVM启动时加载来自java命令的class文件,以及classpath环境变量所指定的jar包和类路径。
通过这些描述就可以知道我们常用的类,都是由谁来加载完成的。
到目前为止我们已经知道把class文件加载到内存了,那么,如果我们仅仅站在这些class文件的角度,我们如何来使用这些class文件中的内容呢?
这就是我们反射要研究的内容。
第2章 反射
JAVA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。
要想解剖一个类,必须先要获取到该类的字节码文件对象。而解剖使用的就是Class类中的方法.所以先要获取到每一个字节码文件对应的Class类型的对象。
2.1 Class类
阅读API的Class类得知,Class 没有公共构造方法。Class 对象是在加载类时由 Java 虚拟机以及通过调用类加载器中的 defineClass 方法自动构造的
l 获取Class对象的三种方式
方式一: 通过Object类中的getObject()方法
Person p = new Person();
Class c = p.getClass();
方式二: 通过 类名.class 获取到字节码文件对象(任意数据类型都具备一个class静态属性,看上去要比第一种方式简单)。
Class c2 = Person.class;
方式三: 通过Class类中的方法(将类名作为字符串传递给Class类中的静态方法forName即可)。
Class c3 = Class.forName("Person");
l 注意:第三种和前两种的区别
前两种你必须明确Person类型.
后面是指定这种类型的字符串就行.这种扩展更强.我不需要知道你的类.我只提供字符串,按照配置文件加载就可以了
l 代码演示
1 /* 2 * 获取.class字节码文件对象的方式 3 * 1:通过Object类中的getObject()方法 4 * 2: 通过 类名.class 获取到字节码文件对象 5 * 3: 反射中的方法, 6 * public static Class<?> forName(String className) throws ClassNotFoundException 7 * 返回与带有给定字符串名的类或接口相关联的 Class 对象 8 */ 9 public class ReflectDemo { 10 public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException { 11 // 1: 通过Object类中的getObject()方法 12 // Person p1 = new Person(); 13 // Class c1 = p1.getClass(); 14 // System.out.println("c1 = "+ c1); 15 16 // 2: 通过 类名.class 获取到字节码文件对象 17 // Class c2 = Person.class; 18 // System.out.println("c2 = "+ c2); 19 20 // 3: 反射中的方法 21 Class c3 = Class.forName("cn.itcast_01_Reflect.Person");// 包名.类名 22 System.out.println("c3 = " + c3); 23 } 24 }
例子中用到的Person类:
1 package com.xujingyang.reflect; 2 3 public class Person { 4 // 成员变量 5 public String name; 6 public int age; 7 private String address; 8 9 // 构造方法 10 public Person() { 11 System.out.println("空参数构造方法"); 12 } 13 14 public Person(String name) { 15 this.name = name; 16 System.out.println("带有String的构造方法"); 17 } 18 19 // 私有的构造方法 20 private Person(String name, int age) { 21 this.name = name; 22 this.age = age; 23 System.out.println("带有String,int的构造方法"); 24 } 25 26 public Person(String name, int age, String address) { 27 this.name = name; 28 this.age = age; 29 this.address = address; 30 System.out.println("带有String, int, String的构造方法"); 31 } 32 33 // 成员方法 34 // 没有返回值没有参数的方法 35 public void method1() { 36 System.out.println("没有返回值没有参数的方法"); 37 } 38 39 // 没有返回值,有参数的方法 40 public void method2(String name) { 41 System.out.println("没有返回值,有参数的方法 name= " + name); 42 } 43 44 // 有返回值,没有参数 45 public int method3() { 46 System.out.println("有返回值,没有参数的方法"); 47 return 123; 48 } 49 50 // 有返回值,有参数的方法 51 public String method4(String name) { 52 System.out.println("有返回值,有参数的方法"); 53 return "哈哈" + name; 54 } 55 56 // 私有方法 57 private void method5() { 58 System.out.println("私有方法"); 59 } 60 61 @Override 62 public String toString() { 63 return "Person [name=" + name + ", age=" + age + ", address=" + address 64 + "]"; 65 } 66 }
2.2 通过反射获取构造方法并使用
在反射机制中,把类中的成员(构造方法、成员方法、成员变量)都封装成了对应的类进行表示。其中,构造方法使用类Constructor表示。可通过Class类中提供的方法获取构造方法:
l 返回一个构造方法
l public Constructor<T> getConstructor(Class<?>... parameterTypes) 获取public修饰, 指定参数类型所对应的构造方法
l public Constructor<T> getDeclaredConstructor(Class<?>... parameterTypes) 获取指定参数类型所对应的构造方法(包含私有的)
l 返回多个构造方法
l public Constructor<?>[] getConstructors() 获取所有的public 修饰的构造方法
l public Constructor<?>[] getDeclaredConstructors() 获取所有的构造方法(包含私有的)
2.2.1 通过反射方式,获取构造方法,创建对象
获取构造方法,步骤如下:
1. 获取到Class对象
2. 获取指定的构造方法
3. 通过构造方法类Constructor中的方法,创建对象
public T newInstance(Object... initargs)
2.2.2 通过反射方式,获取私有构造方法,创建对象
AccessibleObject 类是 Field、Method 和 Constructor 对象的父类。它提供了将反射的对象标记为在使用时取消默认 Java 语言访问控制检查的能力。
对于公共成员、默认(打包)访问成员、受保护成员和私有成员,在分别使用 Field、Method 或 Constructor 对象来设置或获取字段、调用方法,或者创建和初始化类的新实例的时候,会执行访问检查。常用方法如下:
l public void setAccessible(boolean flag) throws SecurityException
参数值为 true 则指示反射的对象在使用时应该取消 Java 语言访问检查。参数值为 false 则指示反射的对象应该实施 Java 语言访问检查。
获取私有构造方法,步骤如下:
1. 获取到Class对象
2. 获取指定的构造方法
3. 暴力访问, 通过setAccessible(boolean flag)方法
4. 通过构造方法类Constructor中的方法,创建对象
public T newInstance(Object... initargs)
关于构造方法的所有代码如下:
1 package com.xujingyang.getconstructor; 2 3 import java.lang.reflect.Constructor; 4 5 public class GetConstructorDemo { 6 public static void main(String[] args) throws Exception { 7 Class clazz = Class.forName("com.xujingyang.reflect.Person"); 8 9 // 1.获取所有公有的构造函数 10 Constructor[] constructors1 = clazz.getConstructors(); 11 for (Constructor constructor : constructors1) { 12 System.out.println(constructor); 13 } 14 15 System.out.println("======================================================="); 16 // 2.获取所有的构造函数 17 Constructor[] declaredConstructors = clazz.getDeclaredConstructors(); 18 for (Constructor constructor : declaredConstructors) { 19 System.out.println(constructor); 20 } 21 22 System.out.println("======================================================="); 23 24 // 3.获取指定参数类型的公有的构造函数,查不到私有的 25 Constructor constructor2 = clazz.getConstructor(String.class); 26 System.out.println(constructor2); 27 28 System.out.println("======================================================="); 29 // 4.查询所有指定的构造函数,包括私有的 30 Constructor declaredConstructor2 = clazz.getDeclaredConstructor(String.class, int.class); 31 System.out.println(declaredConstructor2); 32 33 System.out.println("======================================================="); 34 35 // 这种创建对象,一样不能使用私有构造函数来创建 36 Object obj = constructor2.newInstance("小明"); 37 System.out.println(obj); 38 39 System.out.println("======================================================="); 40 41 // 可以通过设置Constructor父类AccessibleObject的setAccesible(true)方法来取消Java语言访问权限检查 42 declaredConstructor2.setAccessible(true); 43 Object newInstance = declaredConstructor2.newInstance("小红",19); 44 System.out.println(newInstance); 45 } 46 }
2.3 通过反射获取成员变量并使用
在反射机制中,把类中的成员变量使用类Field表示。可通过Class类中提供的方法获取成员变量:
l 返回一个成员变量
l public Field getField(String name) 获取指定的 public修饰的变量
l public Field getDeclaredField(String name) 获取指定的任意变量
l 返回多个成员变量
l public Field[] getFields() 获取所有public 修饰的变量
l public Field[] getDeclaredFields() 获取所有的 变量 (包含私有)
2.3.1 通过反射,创建对象,获取指定的成员变量,进行赋值与获取值操作
获取成员变量,步骤如下:
1. 获取Class对象
2. 获取构造方法
3. 通过构造方法,创建对象
4. 获取指定的成员变量(私有成员变量,通过setAccessible(boolean flag)方法暴力访问)
5. 通过方法,给指定对象的指定成员变量赋值或者获取值
l public void set(Object obj, Object value)
在指定对象obj中,将此 Field 对象表示的成员变量设置为指定的新值
l public Object get(Object obj)
返回指定对象obj中,此 Field 对象表示的成员变量的值
关于字段的所有代码如下:
1 package com.xujingyang.getfileds; 2 3 import java.lang.reflect.Field; 4 5 public class getFiledDemo { 6 public static void main(String[] args) { 7 try { 8 Class clazz = Class.forName("com.xujingyang.reflect.Person"); 9 // 获取所有共有成员变量 10 Field[] fields = clazz.getFields(); 11 for (Field field : fields) { 12 System.out.println(field); 13 } 14 15 System.out.println("=============================="); 16 17 // 获取所有成员变量,包括私有的 18 Field[] declaredFields = clazz.getDeclaredFields(); 19 for (Field field : declaredFields) { 20 System.out.println(field); 21 } 22 23 System.out.println("=============================="); 24 25 // 获取指定的公有变量 26 Field field = clazz.getField("name"); 27 System.out.println(field); 28 29 System.out.println("=============================="); 30 31 // 获取指定的私有的变量 32 Field declaredField = clazz.getDeclaredField("address"); 33 System.out.println(declaredField); 34 35 System.out.println("======================获取和设置变量的值==============================="); 36 // =========================获取和设置变量的值====================================================== 37 38 // 先通过构造方法初始化对象 39 Object obj = clazz.getConstructor(String.class).newInstance("小明"); 40 41 // 获取公有字段的值 42 System.out.println(field.get(obj)); 43 // 设置公有字段的值 44 field.set(obj, "小红"); 45 System.out.println(field.get(obj)); 46 47 // 取消Java的安全检查 48 declaredField.setAccessible(true); 49 // 给私有属性设置值 50 declaredField.set(obj, "中国"); 51 // 获取私有属性的值 52 System.out.println(declaredField.get(obj)); 53 54 // 设置和获取私有变量的值 55 56 } catch (Exception e) { 57 e.printStackTrace(); 58 } 59 } 60 }
2.4 通过反射获取成员方法并使用
在反射机制中,把类中的成员方法使用类Method表示。可通过Class类中提供的方法获取成员方法:
l 返回获取一个方法:
l public Method getMethod(String name, Class<?>... parameterTypes)
获取public 修饰的方法
l public Method getDeclaredMethod(String name, Class<?>... parameterTypes)
获取任意的方法,包含私有的
参数1: name 要查找的方法名称; 参数2: parameterTypes 该方法的参数类型
l 返回获取多个方法:
l public Method[] getMethods() 获取本类与父类中所有public 修饰的方法
public Method[] getDeclaredMethods() 获取本类中所有的方法(包含私有的)
2.4.1 通过反射,创建对象,调用指定的方法
获取成员方法,步骤如下:
1. 获取Class对象
2. 获取构造方法
3. 通过构造方法,创建对象
4. 获取指定的方法
5. 执行找到的方法
l public Object invoke(Object obj, Object... args)
执行指定对象obj中,当前Method对象所代表的方法,方法要传入的参数通过args指定。
2.4.2 通过反射,创建对象,调用指定的private 方法
获取私有成员方法,步骤如下:
1. 获取Class对象
2. 获取构造方法
3. 通过构造方法,创建对象
4. 获取指定的方法
5. 开启暴力访问
6. 执行找到的方法
l public Object invoke(Object obj, Object... args)
执行指定对象obj中,当前Method对象所代表的方法,方法要传入的参数通过args指定。
关于方法的反射所有代码如下:
1 package com.xujingyang.getmethod; 2 3 import java.lang.reflect.Constructor; 4 import java.lang.reflect.Method; 5 6 public class GetMethodDemo { 7 public static void main(String[] args) { 8 try { 9 Class clazz = Class.forName("com.xujingyang.reflect.Person"); 10 11 // 获取所有包括私有方法,但不包括继承父类的方法 12 Method[] declaredMethods = clazz.getDeclaredMethods(); 13 for (Method method : declaredMethods) { 14 System.out.println(method); 15 } 16 17 System.out.println("============================="); 18 19 // 返回所有的公有的方法,包括继承的方法 20 Method[] methods = clazz.getMethods(); 21 for (Method method : methods) { 22 System.out.println(method); 23 } 24 25 System.out.println("======================================="); 26 27 // 获取公有的指定名称的方法 28 Method method = clazz.getMethod("method2", String.class); 29 System.out.println(method); 30 31 System.out.println("============================"); 32 33 // 获取私有的指定方法名称和参数类型的方法 34 Method declaredMethod = clazz.getDeclaredMethod("method5", null); 35 System.out.println(declaredMethod); 36 37 // ============================反射调用方法======================================= 38 // 通过反射得构造函数 39 Constructor constructor = clazz.getConstructor(null); 40 // 通过构造函数初始化一个对象 41 Object obj1 = constructor.newInstance(); 42 // 通过反射得到指定的方法对象 43 Method method2 = clazz.getMethod("method1", null); 44 // 通过方法对象的invoke方法,调用指定的方法 45 method2.invoke(obj1, null); 46 47 48 // ==================== 49 // 调用私有方法 50 Method declaredMethod2 = clazz.getDeclaredMethod("method5", null); 51 // 取消安全检查 52 declaredMethod2.setAccessible(true); 53 declaredMethod2.invoke(obj1, null); 54 } catch (Exception e) { 55 e.printStackTrace(); 56 } 57 } 58 }
第3章 反射练习
3.1 泛型擦除
思考,将已存在的ArrayList<Integer>集合中添加一个字符串数据,如何实现呢?
我来告诉大家,其实程序编译后产生的.class文件中是没有泛型约束的,这种现象我们称为泛型的擦除。那么,我们可以通过反射技术,来完成向有泛型约束的集合中,添加任意类型的元素
l 代码如下:
1 package com.xujingyang.test; 2 3 import java.lang.reflect.Method; 4 import java.util.ArrayList; 5 6 public class GaiArrayListDemo { 7 public static void main(String[] args) throws Exception { 8 ArrayList<Integer> list=new ArrayList<Integer>(); 9 list.add(123); 10 list.add(new Integer("12345")); 11 list.add(new Integer("12345")); 12 // list.add(new Integer("哈哈")); 13 14 Class clazz = list.getClass(); 15 Method method = clazz.getMethod("add", Object.class); 16 method.invoke(list, "哈哈"); 17 18 19 System.out.println(list); 20 } 21 }
3.2 反射配置文件
l 通过反射配置文件,运行配置文件中指定类的对应方法
读取Peoperties.txt文件中的数据,通过反射技术,来完成Person对象的创建
Peoperties.txt文件内容如下:
className=com.xujingyang.reflect.Person
methodName=method5
l 读取配置文件,调用指定类中的对应方法
1 package com.xujingyang.getproperties; 2 3 import java.io.FileInputStream; 4 import java.lang.reflect.Method; 5 import java.util.Properties; 6 7 public class test2 { 8 public static void main(String[] args) throws Exception { 9 Properties properties=new Properties(); 10 properties.load(new FileInputStream("src/properties.p")); 11 String className = (String) properties.get("className"); 12 String methodName = (String) properties.get("methodName"); 13 14 Class clazz = Class.forName(className); 15 Object obj = clazz.getDeclaredConstructor().newInstance(); 16 Method method = clazz.getDeclaredMethod(methodName, null); 17 method.setAccessible(true); 18 method.invoke(obj, null); 19 } 20 }
第4章 总结
4.1 知识点总结
l 如何获取.Class文件对象
1, 通过Object类 getClass()方法获取 Class对象
2, 通过类名.class 方式 获取 Class对象
3, 通过反射的方式, Class.forName(String classname) 获取Class对象
public static Class<?> forName(String className)throws ClassNotFoundException
返回与带有给定字符串名的类或接口相关联的 Class 对象
l 通过反射, 获取类中的构造方法,并完成对象的创建
获取指定的构造方法
public Constructor<T> getConstructor(Class<?>... parameterTypes)
获取指定的public修饰的构造方法
public Constructor<T> getDeclaredConstructor(Class<?>... parameterTypes)
获取指定的构造方法,包含私有的
获取所有的构造方法
public Constructor<?>[] getConstructors() 获取所有的public 修饰的构造方法
public Constructor<?>[] getDeclaredConstructors() 获取所有的构造方法,包含私有的
l 通过反射, 获取类中的构造方法,并完成对象的创建
步骤:
1,获取字节码文件对象
2,通过字节码文件对象 ,获取到指定的构造方法
getConstructor(参数);
3,通过构造方法,创建对象
public T newInstance(Object... initargs)
l 私有构造方法,创建对象
1,获取字节码文件对象
2,通过字节码文件对象 ,获取到指定的构造方法
getDeclaredConstructor (参数);
3,暴力访问
con.setAccessible(true);
4,通过构造方法,创建对象
public T newInstance(Object... initargs)
l 通过反射,获取Class文件中的方法
获取指定的方法
public Method getMethod(String name, Class<?>... parameterTypes)
获取指定的public方法
public Method getDeclaredMethod(String name, Class<?>... parameterTypes)
获取指定的任意方法,包含私有的
获取所有的方法
public Method[] getMethods() 获取本类与父类中所有public 修饰的方法
ublic Method[] getDeclaredMethods()获取本类中所有的方法,包含私有的
l 通过反射,调用方法
步骤:
1,获取Class对象
2,获取构造方法,创建对象
3,获取指定的public方法
4,执行方法
public Object invoke(Object obj, Object... args)
l 私有方法的调用:
1,获取Class对象
2,获取构造方法,创建对象
3,获取指定的private方法
4,开启暴力访问
m5.setAccessible(true);
5,执行方法
public Object invoke(Object obj, Object... args)
l 通过反射,获取成员变量(字段)
获取指定的成员变量
public Field getField(String name) 获取public修饰的成员变量
public Field getDeclaredField(String name) 获取任意的成员变量,包含私有
获取所有的成员变量
public Field[] getFields() 获取所有public修饰的成员变量
public Field[] getDeclaredFields() 获取司所有的成员变量,包含私有
l 通过反射,获取成员 变量,并赋值使用
步骤:
1,获取字节码文件对象
2,获取构造方法,创建对象
3,获取指定的成员变量
4,对成员变量赋值获取值操作
public void set(Object obj, Object value) 赋值
public Object get(Object obj) 获取值
l 私有成员变量的使用
步骤:
1,获取字节码文件对象
2,获取构造方法,创建对象
3,获取指定的成员变量
4,开启暴力访问
5,对成员变量赋值获取值操作
public void set(Object obj, Object value) 赋值
public Object get(Object obj) 获取值