Java之反射(部分文档摘过来方便以后查看)

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

/*
 * 获取.class字节码文件对象的方式
 *         1：通过Object类中的getObject()方法
 *         2: 通过 类名.class 获取到字节码文件对象
 *         3: 反射中的方法,
 *             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 
 */
public class ReflectDemo {
    public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException {
        // 1： 通过Object类中的getObject()方法
        // Person p1 = new Person();
        // Class c1 = p1.getClass();
        // System.out.println("c1 = "+ c1);

        // 2: 通过 类名.class 获取到字节码文件对象
        // Class c2 = Person.class;
        // System.out.println("c2 = "+ c2);

        // 3: 反射中的方法
        Class c3 = Class.forName("cn.itcast_01_Reflect.Person");// 包名.类名
        System.out.println("c3 = " + c3);
    }
}

　　　　例子中用到的Person类:

package com.xujingyang.reflect;

public class Person {
    // 成员变量
    public String name;
    public int age;
    private String address;

    // 构造方法
    public Person() {
        System.out.println("空参数构造方法");
    }

    public Person(String name) {
        this.name = name;
        System.out.println("带有String的构造方法");
    }

    // 私有的构造方法
    private Person(String name, int age) {
        this.name = name;
        this.age = age;
        System.out.println("带有String，int的构造方法");
    }

    public Person(String name, int age, String address) {
        this.name = name;
        this.age = age;
        this.address = address;
        System.out.println("带有String, int, String的构造方法");
    }

    // 成员方法
    // 没有返回值没有参数的方法
    public void method1() {
        System.out.println("没有返回值没有参数的方法");
    }

    // 没有返回值，有参数的方法
    public void method2(String name) {
        System.out.println("没有返回值，有参数的方法 name= " + name);
    }

    // 有返回值，没有参数
    public int method3() {
        System.out.println("有返回值，没有参数的方法");
        return 123;
    }

    // 有返回值，有参数的方法
    public String method4(String name) {
        System.out.println("有返回值，有参数的方法");
        return "哈哈" + name;
    }

    // 私有方法
    private void method5() {
        System.out.println("私有方法");
    }

    @Override
    public String toString() {
        return "Person [name=" + name + ", age=" + age + ", address=" + address
                + "]";
    }
}

　　　　

　　　　

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:

package com.xujingyang.getconstructor;

import java.lang.reflect.Constructor;

public class GetConstructorDemo {
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        Class clazz = Class.forName("com.xujingyang.reflect.Person");

        // 1.获取所有公有的构造函数
        Constructor[] constructors1 = clazz.getConstructors();
        for (Constructor constructor : constructors1) {
            System.out.println(constructor);
        }

        System.out.println("=======================================================");
        // 2.获取所有的构造函数
        Constructor[] declaredConstructors = clazz.getDeclaredConstructors();
        for (Constructor constructor : declaredConstructors) {
            System.out.println(constructor);
        }

        System.out.println("=======================================================");

        // 3.获取指定参数类型的公有的构造函数,查不到私有的
        Constructor constructor2 = clazz.getConstructor(String.class);
        System.out.println(constructor2);

        System.out.println("=======================================================");
        // 4.查询所有指定的构造函数,包括私有的
        Constructor declaredConstructor2 = clazz.getDeclaredConstructor(String.class, int.class);
        System.out.println(declaredConstructor2);
        
        System.out.println("=======================================================");

//        这种创建对象,一样不能使用私有构造函数来创建
        Object obj = constructor2.newInstance("小明");
        System.out.println(obj);
        
        System.out.println("=======================================================");
        
//        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
        declaredConstructor2.setAccessible(true);
        Object newInstance = declaredConstructor2.newInstance("小红",19);
        System.out.println(newInstance);
    }
}

　　

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:

package com.xujingyang.getfileds;

import java.lang.reflect.Field;

public class getFiledDemo {
    public static void main(String[] args) {
        try {
            Class clazz = Class.forName("com.xujingyang.reflect.Person");
//            获取所有共有成员变量
            Field[] fields = clazz.getFields();
            for (Field field : fields) {
                System.out.println(field);
            }
            
            System.out.println("==============================");
            
//            获取所有成员变量,包括私有的
            Field[] declaredFields = clazz.getDeclaredFields();
            for (Field field : declaredFields) {
                System.out.println(field);
            }
            
            System.out.println("==============================");
            
//            获取指定的公有变量
            Field field = clazz.getField("name");
            System.out.println(field);
            
            System.out.println("==============================");
            
//            获取指定的私有的变量
            Field declaredField = clazz.getDeclaredField("address");
            System.out.println(declaredField);
            
            System.out.println("======================获取和设置变量的值===============================");
//    =========================获取和设置变量的值======================================================
        
//            先通过构造方法初始化对象
            Object obj = clazz.getConstructor(String.class).newInstance("小明");
            
//            获取公有字段的值
            System.out.println(field.get(obj));
//        设置公有字段的值    
            field.set(obj, "小红");
            System.out.println(field.get(obj));

//            取消Java的安全检查
            declaredField.setAccessible(true);
//            给私有属性设置值
            declaredField.set(obj, "中国");
//            获取私有属性的值
            System.out.println(declaredField.get(obj));
            
//            设置和获取私有变量的值
            
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

 

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:

package com.xujingyang.getmethod;

import java.lang.reflect.Constructor;
import java.lang.reflect.Method;

public class GetMethodDemo {
    public static void main(String[] args) {
        try {
            Class clazz = Class.forName("com.xujingyang.reflect.Person");
            
//            获取所有包括私有方法,但不包括继承父类的方法
            Method[] declaredMethods = clazz.getDeclaredMethods();
            for (Method method : declaredMethods) {
                System.out.println(method);
            }
            
            System.out.println("=============================");
            
//            返回所有的公有的方法,包括继承的方法
            Method[] methods = clazz.getMethods();
            for (Method method : methods) {
                System.out.println(method);
            }
            
            System.out.println("=======================================");
            
//            获取公有的指定名称的方法
            Method method = clazz.getMethod("method2", String.class);
            System.out.println(method);
            
            System.out.println("============================");
            
//            获取私有的指定方法名称和参数类型的方法
            Method declaredMethod = clazz.getDeclaredMethod("method5", null);
            System.out.println(declaredMethod);
            
//    ============================反射调用方法=======================================
//            通过反射得构造函数
            Constructor constructor = clazz.getConstructor(null);
//            通过构造函数初始化一个对象
            Object obj1 = constructor.newInstance();
//            通过反射得到指定的方法对象
            Method method2 = clazz.getMethod("method1", null);
//            通过方法对象的invoke方法,调用指定的方法
            method2.invoke(obj1, null);
            
            
//            ====================
//            调用私有方法
            Method declaredMethod2 = clazz.getDeclaredMethod("method5", null);
//            取消安全检查
            declaredMethod2.setAccessible(true);
            declaredMethod2.invoke(obj1, null);
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

 

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：

package com.xujingyang.test;

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

public class GaiArrayListDemo {
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        ArrayList<Integer> list=new ArrayList<Integer>();
        list.add(123);
        list.add(new Integer("12345"));
        list.add(new Integer("12345"));
//        list.add(new Integer("哈哈"));
        
        Class clazz = list.getClass();
        Method method = clazz.getMethod("add", Object.class);
        method.invoke(list, "哈哈");
        
        
        System.out.println(list);
    }
}

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

package com.xujingyang.getproperties;

import java.io.FileInputStream;
import java.lang.reflect.Method;
import java.util.Properties;

public class test2 {
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        Properties properties=new Properties();
        properties.load(new FileInputStream("src/properties.p"));
        String className = (String) properties.get("className");
        String methodName = (String) properties.get("methodName");
        
        Class clazz = Class.forName(className);
        Object obj = clazz.getDeclaredConstructor().newInstance();
        Method method = clazz.getDeclaredMethod(methodName, null);
        method.setAccessible(true);
        method.invoke(obj, null);
    }
}

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