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反射:Web学习的灵魂

我们从最初的 javac -HelloWorld.java,到面向对象部分,我们可以将Java代码在计算机中经历的阶段分为三部分:Scource源代码阶段 —— Class类对象阶段 —— Runtime运行时阶段 而我们知道,Java中一个类在源代码阶段,是存储在硬盘中的,而编译后,就已经被加载到内存中区,那么有没有一种方法可以在这种情况下,获取或者修改它的方法或者属性呢?这就是我们今天所讲的Java反射机制

(一) 概述以及好处

(1) 概述
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。——百度百科

我们将类分为三部分,成员变量,构造方法,成员方法,代码编译后,变成了字节码文件(.class文件)而万物皆对象,所以在字节码文件中,又将这三部分分别整合成对象,所以我们得出结论:

反射:将类的各个组成部分封装成对象,并通过这个Class类型的对象,去使用该文件中的成员变量,构造方法,成员方法

(2) 好处
  1. 可以在程序“运行时”,对 .class文件进行操作,并且由此获取以及操作 类中的各个部分
  2. 可以解耦,提高程序的扩展性
  3. 增加程序的灵活性 (最后案例中体现)

(二) 获取Class对象的方式

(1)将字节码文件加载进内存,返回Class对象
多用于配置文件,将类名定义在配置文件中。读取文件,加载类

Class.forName("全类名")

(2)多用于参数的传递

类名.class

(3)getClass()方法在Object类中定义着
多用于对象的获取字节码的方式

对象.getClass():

三种方式的代码实现

package cn.ideal.reflect;

import cn.ideal.domain.Student;

public class ReflectDemo1 {
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        //1.Class.forName("全类名")
        Class cls1 = Class.forName("cn.ideal.domain.Student");
        System.out.println(cls1);
        //2.类名.class
        Class cls2 = Student.class;
        System.out.println(cls2);
        //3.对象.getClass()
        Student p = new Student();
        Class cls3 = p.getClass();
        System.out.println(cls3);

        //用 == 比较
        System.out.println(cls1 == cls2);//true
        System.out.println(cls2 == cls3);//true
    }
}

//运行结果
class cn.ideal.domain.Student
class cn.ideal.domain.Student
class cn.ideal.domain.Student
true
true

通过上面的案例我们可以得出:

同一个字节码文件(*.class)在一次程序运行过程中,只加载一次,不论通过哪一种方式获取的Class对象都是同一个

(三) Class对象功能

(1) 获取功能:

获取成员变量们

//获取所有public修饰的成员变量
Field[] getFields()
//获取指定名称的public修饰的成员变量
Field getField(String name)   

//获取所有的成员变量,不考虑修饰符
Field[] getDeclaredFields()  
Field getDeclaredField(String name)  

构造方法们

Constructor<?>[] getConstructors()  
Constructor<T> getConstructor(类<?>... parameterTypes)  

Constructor<T> getDeclaredConstructor(类<?>... parameterTypes)  
Constructor<?>[] getDeclaredConstructors()  

获取成员方法们

Method[] getMethods()  
Method getMethod(String name, 类<?>... parameterTypes)  

Method[] getDeclaredMethods()  
Method getDeclaredMethod(String name, 类<?>... parameterTypes)  

获取全类名

String getName()

Field:成员变量

操作:
//设置值
void set(Object obj, Object value)  
//获取值
get(Object obj)    
//忽略访问权限修饰符的安全检查
setAccessible(true):暴力反射

Constructor:构造方法

创建对象:
T newInstance(Object... initargs)  

如果使用空参数构造方法创建对象,操作可以简化:Class对象的newInstance方法

Method:方法对象

//执行方法
Object invoke(Object obj, Object... args)  

//获取方法名称
String getName:获取方法名

我们来具体使用一下上面的一些方法

package cn.ideal.reflect;

import cn.ideal.domain.Student;
import java.lang.reflect.Field;

public class ReflectDemo2 {

    public static void main(String[] args) throws Exception {
        //获取Student的Class对象
        Class studentClass = Student.class;

        /*
            1. 获取成员变量们
                * Field[] getFields()
                * Field getField(String name)

                * Field[] getDeclaredFields()
                  Field getDeclaredField(String name)
        */

        //Field[] getFields() 获取所有public修饰的成员变量
        Field[] fields = studentClass.getFields();
        for (Field field : fields) {
            System.out.println(field);
        }

        System.out.println("----------");
        //Field getField(String name)
        Field a = studentClass.getField("a");
        //获取成员变量a的值
        Student s = new Student();
        Object value = a.get(s);
        System.out.println(value);
        //设置a的值
        a.set(s, "张三");
        System.out.println(s);

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

        //Field[] getDeclaredFields() 获取所有的成员变量
        Field[] declaredFields = studentClass.getDeclaredFields();
        for (Field declaredField : declaredFields) {
            System.out.println(declaredField);
        }

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

        //Field getDeclaredField(String name)
        Field d = studentClass.getDeclaredField("d");
        //忽略访问权限修饰符
        d.setAccessible(true);//暴力反射
        Object value2 = d.get(s);
        System.out.println(value2);
    }
}

//运行结果
public java.lang.String cn.ideal.domain.Student.a
----------
null
Student{name='null', age=0, a='张三', b='null', c='null', d='null'}
----------
private java.lang.String cn.ideal.domain.Student.name
private int cn.ideal.domain.Student.age
public java.lang.String cn.ideal.domain.Student.a
protected java.lang.String cn.ideal.domain.Student.b
java.lang.String cn.ideal.domain.Student.c
private java.lang.String cn.ideal.domain.Student.d
----------
null
package cn.ideal.reflect;

import cn.ideal.domain.Student;

import java.lang.reflect.Constructor;

public class ReflectDemo3 {
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        //获取Student的Class对象
        Class studentClass = Student.class;

        /*
            2. 获取构造方法们
                * Constructor<?>[] getConstructors()
                * Constructor<T> getConstructor(类<?>... parameterTypes)

                * Constructor<T> getDeclaredConstructor(类<?>... parameterTypes)
                * Constructor<?>[] getDeclaredConstructors()
        */

        //Constructor<T> getConstructor(类<?>... parameterTypes)
        Constructor constructor = studentClass.getConstructor(String.class, int.class);
        System.out.println(constructor);
        //创建对象 带参
        Object student = constructor.newInstance("张三", 20);
        System.out.println(student);

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

        Constructor constructor1 = studentClass.getConstructor();
        System.out.println(constructor1);
        //创建对象 不带参
        Object student1 = constructor1.newInstance();
        System.out.println(student1);

        //创建对象 不带参 (推荐方法)
        Object o = studentClass.newInstance();
        System.out.println(o);
    }
}
package cn.ideal.reflect;

import cn.ideal.domain.Student;

import java.lang.reflect.Method;

public class ReflectDemo4 {
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        //获取Student的Class对象
        Class studentClass = Student.class;

        /*
            3. 获取成员方法们:
                * Method[] getMethods()
                * Method getMethod(String name, 类<?>... parameterTypes)

                * Method[] getDeclaredMethods()
                * Method getDeclaredMethod(String name, 类<?>... parameterTypes)
        */

        //获取指定名称的方法
        Method study_method = studentClass.getMethod("study");
        Student s = new Student();
        //执行方法
        study_method.invoke(s);

        Method study_method2 = studentClass.getMethod("study", String.class);
        //执行方法
        study_method2.invoke(s, "英语");
        System.out.println("----------");

        //获取所有public修饰的方法
        Method[] methods = studentClass.getMethods();
        for (Method method : methods) {
            System.out.println(method);
            String name = method.getName();
            System.out.println(name);
        }

        //获取类名
        String className = studentClass.getName();
        System.out.println(className);
    }
}

(四) 反射案例

通过修改配置文件,达到不改变该类的任何代码,可以创建任意类的对象,可以执行任意方法,避免了每一次都修改类文件的缺点,同时提高了程序的扩展性

* 实现:
    1. 配置文件
    2. 反射
* 步骤:
    1. 将需要创建的对象的全类名和需要执行的方法定义在配置文件中
    2. 在程序中加载读取配置文件
    3. 使用反射技术来加载类文件进内存
    4. 创建对象
    5. 执行方法
//pro.properties 自定义配置文件
className=cn.ideal.domain.Student
methodName=study
package cn.ideal.reflect;

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

public class ReflectTest {
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        /*
            不改变该类的任何代码,可以创建任意类的对象,可以执行任意方法
         */

        //1.加载配置文件

        //创建Properties对象
        Properties pro = new Properties();
        //加载配置文件,转换为一个集合
        //获取class目录下的配置文件
        ClassLoader classLoader = ReflectTest.class.getClassLoader();
        InputStream is = classLoader.getResourceAsStream("pro.properties");
        pro.load(is);

        //2.获取配置文件中定义的数据
        String className = pro.getProperty("className");
        String methodName = pro.getProperty("methodName");

        //3.加载该类进内存
        Class cls = Class.forName(className);

        //4.创建对象
        Object obj = cls.newInstance();

        //5.获取方法对象
        Method method = cls.getMethod(methodName);

        //6.执行方法
        method.invoke(obj);
    }

我仅仅浅薄的谈了一下反射的基本知识,一些比较深入的理解由于篇幅问题,放在后面专篇讲解,感谢支持。确实有很多不足之处,也希望能与大家交流。

结尾:

如果内容中有什么不足,或者错误的地方,欢迎大家给我留言提出意见, 蟹蟹大家 !^_^

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