Java第十二章反射机制

Java Reflection

Reflection（反射）是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ReflectionAPO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

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

》在运行时调用任意一个对象的成员变量和方法

》生成动态代理

主要内容：

　　1.理解Class类并实例化Class类对象

　　2.运行时创建类对象并获取类的完整结构

　　3.通过反射调用类的指定方法、指定属性

　　4.动态代理

反射相关的主要API：

》java.lang.class:代表一个类

》java.lang.reflect.Method:代表类的方法

》java.lang.reflect.Field:代表类的成员变量

》java.lang.reflect.Construtor:代表类的构造方法

》。。。

1.理解Class类并实例化Class类对象
/*
* java.lang.Class:是反射的源头
*
* Class类
*
* 我们创建了一个类，通过编译(javac.exe),生成对应的.class文件。之后我们使用java.exe加载(JVM的类加载器完成的)此.class文件，
* 此.class文件加载到内存以后，就是一个运行时类，存放在缓存区。那么这个运行时类本身就是一个Class的实例！
* 1.每个运行时类只加载一次！
* 2.有了Class的实例以后，我们才可以进行如下的操作：
* 1)   创建对应的运行时类的对象
* 2）获取对应的运行时类的完整结构(属性、方法、构造器、内部类、父类、所在包、异常、注解、。。。)
* 3）调用对应的运行时类的指定结构(属性、方法、构造器)
* 4）反射的应用：动态代理

 

* 在Object类中定义了此方法被所有子类继承：
* public final Class getClass()
*
* 正常方式：引入需要的“包类”名称——>通过new实例化——>取得实例化对象
* 反射方式：                 实例化对象——>getClass()方法——>得到完整的"包类"名称
*/

    //运用反射机制创建对象，并且调用方法和属性
    @Test
    public void test1() throws Exception{
        //1.创建反射调用运行时类的指定属性
        Class clazz = Person.class;
        Person p1  = (Person) clazz.newInstance();
        //2.通过反射调用运行时类的指定的属性
        Field f1 = clazz.getField("name");
        f1.set(p1,"Yhs");
        System.out.println(p1);

        Field f2 = clazz.getDeclaredField("age");//对权限为私有的属性进行调用
        f2.setAccessible(true);
        f2.set(p1, 12);
        System.out.println(p1);
        //3.通过反射调用运行时类的指定的方法
        Method m1 = clazz.getMethod("show");
        m1.invoke(p1);//调用方法


        Method m2 = clazz.getMethod("display", String.class);
        m2.invoke(p1, "HongKong");
    }

    //如何获取Class的实例（3种）
    @Test
    public void test3() throws ClassNotFoundException{
        //1.调用运行时类本身的.class属性
        Class clazz1  = Person.class;
        System.out.println(clazz1.getName());//reflect.Person
        Class clazz2 = String.class;
        System.out.println(clazz2.getName());//java.lang.String
        
        //2.通过运行时类的对象获取
        Person p = new Person();
        Class clazz3 = p.getClass();
        System.out.println(clazz3.getName());//reflect.Person
        
        //3.通过Class的静态方法获取
        String className="reflect.Person";
        Class clazz4 = Class.forName(className);
        System.out.println(clazz4.getName());//reflect.Person
        
        //4.(了解)通过类的加载器
        ClassLoader classLoader = this.getClass().getClassLoader();
        Class clazz5 = classLoader.loadClass(className);
        System.out.println(clazz5.getName());//reflect.Person
    }

 

类加载器ClassLoader：

        
　　　　　　　　获取配置文件
　　　　//法一：配置文件在具体的包内
        ClassLoader loader = this.getClass().getClassLoader();
        InputStream is = loader.getResourceAsStream("配置文件路径")；
        //法二：在当前目录下
        FileInputStream is =  new FileInputStream(new File("当前工程下配置文件的文件名"))；
        Properties pros = new Properties();
        pros.load(is);
        String name = pros.getProperty("user");
        System.out.println(name);
        String password = pros.getProperty("password");
        System.out.println(password);

@Test 
    public void test5(){
        //获取系统类加载器
        ClassLoader loader1 = ClassLoader.getSystemClassLoader();
        System.out.println(loader1);//sun.misc.Launcher$AppClassLoader@456d3d51

        //扩展类加载器
        ClassLoader loader2 = loader1.getParent();
        System.out.println(loader2);//sun.misc.Launcher$ExtClassLoader@456d3d51
        
　　　　　//都属于核心类库，无法被获取
        ClassLoader loader3 = loader2.getParent();
        System.out.println(loader3);//null
        

　　　　　String className = "java.lang.String";
　　　　
　　　　  Class clazz1 = Class.forName(className);

          ClassLoader loader4 = clazz1.getClassLoader();
          System.out.println(loader5);

    }

2.运行时创建类对象并获取类的完整结构

创建类的对象：调用Class对象的newInstance()方法

要求：1）类必须有一个无参数的构造器

　　　2）类的构造器的访问权限需要足够

        String className1 ="reflect.Person";
        Class clazz = Class.forName(className1);
        //创建对应的运行时类对象，使用newInstance(),实际上就是调用了运行时类的空参构造器
        Object obj= clazz.newInstance();//调用了Person中的空参构造器。
        Person p1 = (Person) obj;
        System.out.println(p1);

1、获取运行时类的属性结构

    @Test
    public void test1(){
        Class clazz = Person.class;
        //getFields():只能获取到运行时类中及其父类声明为public的属性
         Field[] f1 = clazz.getFields();
         for(int i=0;i<f1.length;i++){
             System.out.println(f1[i]);
             //public java.lang.String reflect.Person.name
             //public double reflect.Man.weight
         }
         
         //getDeclaredFields():获取运行时类本身声明的所有属性。
         Field[] f2 = clazz.getDeclaredFields();
         for(Field f : f2 ){
             System.out.println(f.getName());
             //name
             //age
             //nation
         }
    }
    @Test
    public void test2(){
        Class clazz = Person.class;
        Field[] f1 = clazz.getDeclaredFields();
        for (Field f : f1) {
            //权限修饰符  数据类型  属性名
            //1.获取每个属性的权限修饰符，但用int型表示（0-default 1-public 2-private）
            int i = f.getModifiers();
            System.out.print(i +" ");
            
            //把int型转换为权限修饰符，并用String类型表示
            String str1 = Modifier.toString(i);
            System.out.print(str1 + " ");
            
            //2.获取属性的变量类型
            Class type = f.getType();
            System.out.print(type.getName() + " ");
            
            //3.获取属性名
            System.out.print(f.getName());
            System.out.println();
        }
    }

2、获得运行时类的方法结构

    //注解 权限修饰符 返回值类型 方法名 形参列表 异常
    @Test
    public void test4(){
        Class  clazz = Person.class;
        
        Method[] methods = clazz.getDeclaredMethods();
        for (Method m : methods) {
            
        //1、注解
            Annotation[] annotations = m.getAnnotations();
            for (Annotation annotation : annotations) {
                System.out.println(annotation);
            }
        
        //2、权限修饰符
            System.out.print(Modifier.toString(m.getModifiers()));
            
        //3、返回值类型
             System.out.print(m.getReturnType());
        
        //4、方法名
             System.out.println(m.getName());
             
        //5、形参列表
              Class[]  params= m.getParameterTypes();//得到参数类型类集合
              for(int i=0;i<params.length;i++){
                  System.out.println(params[i].getName() + "args -" + i + " ");
              }
              
        //6、异常
              Class[] exc = m.getExceptionTypes();
              if(exc.length!=0){
                  System.out.println("throws");
              }
              for(int i=0;i<exc.length;i++){
                  System.out.println(exc[i].getName());
              }
              
            System.out.println();
        }
    }

 3、获取构造器

    @Test
    public void test5() throws ClassNotFoundException, InstantiationException, IllegalAccessException{
        String className = "reflect.Person";
        Class clazz = Class.forName(className);
        Constructor[] constructors = clazz.getDeclaredConstructors();
        for (Constructor constructor : constructors) {
            System.out.println(constructor);
        }
    }

 4、获取父类和泛型

    @Test
    public void test6() throws ClassNotFoundException{
        String className = "reflect.Person";
        Class clazz = Class.forName(className);
        
        //获取父类
        Class class1 = clazz.getSuperclass();
        System.out.println(class1);
        
        //获取带泛型的父类
        Type type1 = clazz.getGenericSuperclass();
        System.out.println(type1);
        
        //获取父类的泛型
        Type type2 = clazz.getGenericSuperclass();
        ParameterizedType param = (ParameterizedType) type2;
        Type[] t1 = param.getActualTypeArguments();
        for (Type type : t1) {
            System.out.println(((Class)type).getName());
        }
    }

 5、获取其他

    @Test
    public void test7() throws ClassNotFoundException{
        String className = "reflect.Person";
        Class clazz = Class.forName(className);
        
        //获取实现的接口(不能获取接口的父接口)
        Class[] interfaces = clazz.getInterfaces();
        for (Class class1 : interfaces) {
            System.out.println(class1.getName());
        }
        
        //获取所在的包
        Package package1 = clazz.getPackage();
        System.out.println(package1);
        
        //获取注解
        Annotation[] annotations = clazz.getAnnotations();
        for (Annotation annotation : annotations) {
            System.out.println(annotation);
        }
    }

 3.通过反射调用类的指定方法、指定属性

指定属性：

注： 只有当属性私有，才需要在赋值操作前使得此属性被操作。

    @Test
    public void test8() throws Exception{
        String className = "reflect.Person";
        Class clazz = Class.forName(className);
        
        //1.获取指定的属性
        //getField(String fileName):获取运行时类中声明为public的指定属性名为fileName的属性
            Field field = clazz.getField("name");
    
        //2.创建运行时类的对象
            Person p = (Person) clazz.newInstance();
            
        //3.将运行时类的指定的属性赋值        
            field.set(p, "YHS");
            System.out.println(p);
        
        //getDeclaredField(String fileName):获取运行时类中指定名为filedName的属性
            Field field2 = clazz.getDeclaredField("age");
            
        //由于属性权限修饰符的限制，为了保证可以给属性赋值，需在操作前使得此属性可被操作。
            field2.setAccessible(true);
            field2.set(p,10);
            System.out.println(p);
        //当属性的权限修饰符是默认的，也需要采用getDeclaredField()方法，因为它的权限是包下，所以不同指定权限。

　　　　　　　　field2.setAccessible(true);
　　　　　　　　field2.set(p,10);
　　　　　　　　System.out.println(p);
　　　　　　　　Field field3 = clazz.getDeclaredField("nation");
　　　　　　　　field3.set(p,"HONgkong");
　　　　　　　　System.out.println(p);

    }

 

指定方法：

    @Test
    public void test9() throws Exception{
        String className = "reflect.Person";
        Class clazz = Class.forName(className);
        Person p = (Person) clazz.newInstance();
        
        //getMethod(String methodName,Class...params):获取运行时类中声名为pulbic的方法
        
        Method method = clazz.getMethod("read");
        
        //调用指定的方法:Object invoke(Object obj,Object ...obj)
        Object returnVal = method.invoke(p);
        System.out.println(returnVal);
        
        Method method2 = clazz.getMethod("toString");
        Object returnVal1 = method2.invoke(p);
        System.out.println(returnVal1);//Person [name=null, age=0, nation=null]
        
        Method method3 = clazz.getMethod("display",String.class);
        Object invoke = method3.invoke(p, "sss");
        System.out.println(invoke);
        
        //对于运行时类中静态方法的调用
        Method method4 = clazz.getMethod("sleep");
        method4.invoke(Person.class);
        
        //getDeclareMethod(String methodName,Class ...params):获取运行时类中声明不是public的方法
        Method declaredMethod = clazz.getDeclaredMethod("swim", String.class,int.class);
        declaredMethod.setAccessible(true);
        declaredMethod.invoke(p, "sdd",12);
    }

 调用指定的构造器

    //调用指定的构造器
    @Test
    public void test10() throws Exception{
        String className = "reflect.Person";
        Class clazz = Class.forName(className);
        
        Constructor conn = clazz.getDeclaredConstructor(String.class,int.class);
        conn.setAccessible(true);
        Person p = (Person) conn.newInstance("sss",12);
        System.out.println(p);
    }

 Java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动态创建目标类的代理对象

动态代理使用场合：

》调试

》远程方法调用

※※※代理设计模式的原理：

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

 

//动态代理
//接口
interface Subject{
    void action();
}
//被代理类
class RealSubject implements Subject{
    @Override
    public void action() {
        // TODO Auto-generated method stub
        System.out.println("我是被代理类，执行我");
    }
}

class MyInvocationHanbler implements InvocationHandler{
    //实现了接口的被代理类的对象的声明
    Object obj;
    
    //①给被代理的对象实例化②返回一个代理类的对象
    public Object blind(Object obj){
        this.obj = obj;
        return Proxy.newProxyInstance(obj.getClass().getClassLoader(),obj.getClass().getInterfaces(), this);
    }
    //当通过代理类的对象发起对被重写方法的调用时，都会转换为对如下invoke方法的调用
    @Override
    public Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args)
            throws Throwable {
        //method方法的返回值时returnVal
        Object invokeVal = method.invoke(obj, args);
        return invokeVal;
    }    
}

public class ProxyTest2 {
    public static void main(String[] args) {
        //1.被代理的对象
        RealSubject rs = new RealSubject();
        //2.创建一个实现InvocationHanbler接口的对象
        MyInvocationHanbler mih = new MyInvocationHanbler();
        //3.动态的返回一个同样实现了real所在类实现的接口的代理类的对象
        Object pro = mih.blind(rs);
        Subject sub = (Subject) pro;//此时的sub就是代理类对象
        sub.action();//转到对InvacationHandler接口的实现类的invoke()方法的调用
    }
}

 Java.lang.reflect

接口 InvocationHandler :是代理实例的调用处理程序实现的接口

每个代理实例都具有一个关联的调用处理程序。对代理实例调用方法时，将对方法的调用进行编码并将其它的调用处理程序的 invoke 方法

静态代理：

//静态代理模式
//接口
interface ClothProduct{
    void productCloth();
}
//被代理类
class NikeClothProduct implements ClothProduct{

    @Override
    public void productCloth() {
        // TODO Auto-generated method stub
        System.out.println("Nike工厂生产一批衣服");
    }
}
//代理类
class ProxyCloth implements ClothProduct{
    ClothProduct cp;
    
    //创建代理类对象实际传入一个被代理类的对象
    ProxyCloth(ClothProduct cp){
        this.cp = cp;
    }

    @Override
    public void productCloth() {
        // TODO Auto-generated method stub
        System.out.println("代理收费1000￥");
        cp.productCloth();
    }
    
}

public class ProxyTest1 {
    public static void main(String[] args) {
        NikeClothProduct ncp = new NikeClothProduct();
        ProxyCloth pc = new ProxyCloth(ncp);
        pc.productCloth();
    }
}