Java API —— 反射

1、类加载器

    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。

        · 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。

        · 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

        · 初始化：就是我们以前讲过的初始化步骤

    2）类初始化时机             

　　· 创建类的实例
　　· 访问类的静态变量，或者为静态变量赋值
　　· 调用类的静态方法
　　· 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
　　· 初始化某个类的子类
　　· 直接使用java.exe命令来运行某个主类

　　3）类加载器

        · 负责将.class文件加载到内在中，并为之生成对应的Class对象。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。

        · 类加载器的组成

            · Bootstrap ClassLoader 根类加载器

            · Extension ClassLoader 扩展类加载器

            · Sysetm ClassLoader 系统类加载器

    4）获取Class文件对象的三种方式

Person类：

package cn.itcast_01;
public class Person {
    private String name;
    int age;
    public String address;
    public Person() {
    }
    private Person(String name) {
        this.name = name;
    }
    Person(String name, int age) {
        this.name = name;
        this.age = age;
    }
    public Person(String name, int age, String address) {
        this.name = name;
        this.age = age;
        this.address = address;
    }
    public void show() {
        System.out.println("show");
    }
    public void method(String s) {
        System.out.println("method " + s);
    }
    public String getString(String s, int i) {
        return s + "---" + i;
    }
    private void function() {
        System.out.println("function");
    }
    @Override
    public String toString() {
        return "Person [name=" + name + ", age=" + age + ", address=" + address
                + "]";
    }
}

测试类：

package cn.itcast_01;
/*
 * 反射：就是通过class文件对象，去使用该文件中的成员变量，构造方法，成员方法。
 * 
 * Person p = new Person();
 * p.使用
 * 
 * 要想这样使用，首先你必须得到class文件对象，其实也就是得到Class类的对象。
 * Class类：
 *         成员变量    Field
 *         构造方法    Constructor
 *         成员方法    Method
 * 
 * 获取class文件对象的方式：
 * A:Object类的getClass()方法
 * B:数据类型的静态属性class
 * C:Class类中的静态方法
 *         public static Class forName(String className)
 * 
 * 一般我们到底使用谁呢?
 *         A:自己玩    任选一种，第二种比较方便
 *         B:开发    第三种
 *             为什么呢?因为第三种是一个字符串，而不是一个具体的类名。这样我们就可以把这样的字符串配置到配置文件中。
 */
public class ReflectDemo {
    public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException {
        // 方式1
        Person p = new Person();
        Class c = p.getClass();
        Person p2 = new Person();
        Class c2 = p2.getClass();
        System.out.println(p == p2);// false
        System.out.println(c == c2);// true
        // 方式2
        Class c3 = Person.class;
        // int.class;
        // String.class;
        System.out.println(c == c3);
        // 方式3
        // ClassNotFoundException
        Class c4 = Class.forName("cn.itcast_01.Person");
        System.out.println(c == c4);
    }
}

2、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。

    1）通过反射获取构造方法并使用

        · 获取构造方法

　　　　getConstructors

　　　　getDeclaredConstructors

        · 创建对象

　　　　newInstance()

　　　　con.newInstance(“zhangsan", 20);

例子1：

package cn.itcast_02;
import java.lang.reflect.Constructor;
import cn.itcast_01.Person;
/*
 * 通过反射获取构造方法并使用。
 */
public class ReflectDemo {
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        // 获取字节码文件对象
        Class c = Class.forName("cn.itcast_01.Person");
        // 获取构造方法
        // public Constructor[] getConstructors():所有公共构造方法
        // public Constructor[] getDeclaredConstructors():所有构造方法
        // Constructor[] cons = c.getDeclaredConstructors();
        // for (Constructor con : cons) {
        // System.out.println(con);
        // }
        // 获取单个构造方法
        // public Constructor<T> getConstructor(Class<?>... parameterTypes)
        // 参数表示的是：你要获取的构造方法的构造参数个数及数据类型的class字节码文件对象
        Constructor con = c.getConstructor();// 返回的是构造方法对象
        // Person p = new Person();
        // System.out.println(p);
        // public T newInstance(Object... initargs)
        // 使用此 Constructor 对象表示的构造方法来创建该构造方法的声明类的新实例，并用指定的初始化参数初始化该实例。
        Object obj = con.newInstance();
        System.out.println(obj);
        
        // Person p = (Person)obj;
        // p.show();
    }
}

 例子2：

package cn.itcast_02;
import java.lang.reflect.Constructor;
/*
 * 需求：通过反射去获取该构造方法并使用：
 * public Person(String name, int age, String address)
 * 
 * Person p = new Person("林青霞",27,"北京");
 * System.out.println(p);
 */
public class ReflectDemo2 {
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        // 获取字节码文件对象
        Class c = Class.forName("cn.itcast_01.Person");
        // 获取带参构造方法对象
        // public Constructor<T> getConstructor(Class<?>... parameterTypes)
        Constructor con = c.getConstructor(String.class, int.class,
                String.class);
        // 通过带参构造方法对象创建对象
        // public T newInstance(Object... initargs)
        Object obj = con.newInstance("林青霞", 27, "北京");
        
        System.out.println(obj);
    }
}

例子3：

package cn.itcast_02;
import java.lang.reflect.Constructor;
/*
 * 需求：通过反射获取私有构造方法并使用
 * private Person(String name){}
 * 
 * Person p = new Person("风清扬");
 * System.out.println(p);
 */
public class ReflectDemo3 {
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        // 获取字节码文件对象
        Class c = Class.forName("cn.itcast_01.Person");
        // 获取私有构造方法对象
        // NoSuchMethodException：每个这个方法异常
        // 原因是一开始我们使用的方法只能获取公共的，下面这种方式就可以了。
        Constructor con = c.getDeclaredConstructor(String.class);
        // 用该私有构造方法创建对象
        // IllegalAccessException:非法的访问异常。
        // 暴力访问
        con.setAccessible(true);// 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。
        Object obj = con.newInstance("风清扬");
        System.out.println(obj);
    }
}

 2）通过反射获取成员变量并使用

        · 获取所有成员

　　　　getFields
           getDeclaredFields

        · 获取单个成员

　　　　getField

　　　　getDeclaredField

        · 修改成员的值

　　　　set(Object obj,Object value) ：将指定对象变量上此 Field 对象表示的字段设置为指定的新值。

例子：

package cn.itcast_03;
import java.lang.reflect.Constructor;
import java.lang.reflect.Field;
/*
 * 通过发生获取成员变量并使用
 */
public class ReflectDemo {
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        // 获取字节码文件对象
        Class c = Class.forName("cn.itcast_01.Person");
        // 获取所有的成员变量
        // Field[] fields = c.getFields();
        // Field[] fields = c.getDeclaredFields();
        // for (Field field : fields) {
        // System.out.println(field);
        // }
        /*
         * Person p = new Person(); p.address = "北京"; System.out.println(p);
         */
        // 通过无参构造方法创建对象
        Constructor con = c.getConstructor();
        Object obj = con.newInstance();
        System.out.println(obj);
        // 获取单个的成员变量
        // 获取address并对其赋值
        Field addressField = c.getField("address");
        // public void set(Object obj,Object value)
        // 将指定对象变量上此 Field 对象表示的字段设置为指定的新值。
        addressField.set(obj, "北京"); // 给obj对象的addressField字段设置值为"北京"
        System.out.println(obj);
        // 获取name并对其赋值
        // NoSuchFieldException
        Field nameField = c.getDeclaredField("name");
        // IllegalAccessException
        nameField.setAccessible(true);
        nameField.set(obj, "林青霞");
        System.out.println(obj);
        // 获取age并对其赋值
        Field ageField = c.getDeclaredField("age");
        ageField.setAccessible(true);
        ageField.set(obj, 27);
        System.out.println(obj);
    }
}

  3）通过反射获取成员方法并使用

        · 获取所有方法

　　　　getMethods

　　　　getDeclaredMethods

        · 获取单个方法

　　　　getMethod

　　　　getDeclaredMethod

        · 暴力访问

　　　　method.setAccessible(true);

例子1：

package cn.itcast_04;
import java.lang.reflect.Constructor;
import java.lang.reflect.Method;
public class ReflectDemo {
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        // 获取字节码文件对象
        Class c = Class.forName("cn.itcast_01.Person");
        // 获取所有的方法
        // Method[] methods = c.getMethods(); // 获取自己的包括父亲的公共方法
        // Method[] methods = c.getDeclaredMethods(); // 获取自己的所有的方法
        // for (Method method : methods) {
        // System.out.println(method);
        // }
        Constructor con = c.getConstructor();
        Object obj = con.newInstance();
        /*
         * Person p = new Person(); p.show();
         */
        // 获取单个方法并使用
        // public void show()
        // public Method getMethod(String name,Class<?>... parameterTypes)
        // 第一个参数表示的方法名，第二个参数表示的是方法的参数的class类型
        Method m1 = c.getMethod("show");
        // obj.m1(); // 错误
        // public Object invoke(Object obj,Object... args)
        // 返回值是Object接收,第一个参数表示对象是谁，第二参数表示调用该方法的实际参数
        m1.invoke(obj); // 调用obj对象的m1方法
        System.out.println("----------");
        // public void method(String s)
        Method m2 = c.getMethod("method", String.class);
        m2.invoke(obj, "hello");
        System.out.println("----------");
        // public String getString(String s, int i)
        Method m3 = c.getMethod("getString", String.class, int.class);
        Object objString = m3.invoke(obj, "hello", 100);
        System.out.println(objString);
        // String s = (String)m3.invoke(obj, "hello",100);
        // System.out.println(s);
        System.out.println("----------");
        // private void function()
        Method m4 = c.getDeclaredMethod("function");
        m4.setAccessible(true);
        m4.invoke(obj);
    }
}

例子2：我给你ArrayList<Integer>的一个对象，我想在这个集合中添加一个字符串数据，如何实现呢？

package cn.itcast.test;
import java.lang.reflect.InvocationTargetException;
import java.lang.reflect.Method;
import java.util.ArrayList;
/*
 * 我给你ArrayList<Integer>的一个对象，我想在这个集合中添加一个字符串数据，如何实现呢？
 */
public class ArrayListDemo {
    public static void main(String[] args) throws NoSuchMethodException,
            SecurityException, IllegalAccessException,
            IllegalArgumentException, InvocationTargetException {
        // 创建集合对象
        ArrayList<Integer> array = new ArrayList<Integer>();
        // array.add("hello");
        // array.add(10);
        Class c = array.getClass(); // 集合ArrayList的class文件对象
        Method m = c.getMethod("add", Object.class);
        m.invoke(array, "hello"); // 调用array的add方法，传入的值是hello
        m.invoke(array, "world");
        m.invoke(array, "java");
        System.out.println(array);
    }
}

例子3：写一个方法，public void setProperty(Object obj, String propertyName, Object value){}，此方法可将obj对象中名为propertyName的属性的值设置为value。

Tool类：

package cn.itcast.test;
import java.lang.reflect.Field;
public class Tool {
    public void setProperty(Object obj, String propertyName, Object value)
            throws NoSuchFieldException, SecurityException,
            IllegalArgumentException, IllegalAccessException {
        // 根据对象获取字节码文件对象
        Class c = obj.getClass();
        // 获取该对象的propertyName成员变量
        Field field = c.getDeclaredField(propertyName);
        // 取消访问检查
        field.setAccessible(true);
        // 给对象的成员变量赋值为指定的值
        field.set(obj, value);
    }
}

 测试类：

package cn.itcast.test;
public class ToolDemo {
    public static void main(String[] args) throws NoSuchFieldException,
            SecurityException, IllegalArgumentException, IllegalAccessException {
        Person p = new Person();
        Tool t = new Tool();
        t.setProperty(p, "name", "林青霞");
        t.setProperty(p, "age", 27);
        System.out.println(p);
        System.out.println("-----------");
        Dog d = new Dog();
        t.setProperty(d, "sex", '男');
        t.setProperty(d, "price", 12.34f);
        System.out.println(d);
    }
}
class Dog {
    char sex;
    float price;
    @Override
    public String toString() {
        return sex + "---" + price;
    }
}
class Person {
    private String name;
    public int age;
    @Override
    public String toString() {
        return name + "---" + age;
    }
}