1.什么是反射?
反射是在运行状态中,
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。
2.反射机制的优缺点有哪些?
- 优点:能够运行时动态获取类的实例,提高灵活性;可与动态编译结合
- 缺点:使用反射性能较低,需要解析字节码,将内存中的对象进行解析。
其解决方案是:通过setAccessible(true)关闭JDK的安全检查来提升反射速度;多次创建一个类的实例时,有缓存会快很多;ReflflectASM工具类,通过字节码生成的方式加快反射速度。
3.如何获取反射中的Class对象?
Class.forName(“类的路径”);当你知道该类的全路径名时,你可以使用该方法获取 Class 类对象。
Class clz = Class.forName("java.lang.String");
类名.class。这种方法只适合在编译前就知道操作的 Class。
Class clz = String.class;
对象名.getClass()。
String str = new String("Hello"); Class clz = str.getClass();
- 如果是基本类型的包装类,可以调用包装类的Type属性来获得该包装类的Class对象。
4.Java反射API有几类?
反射 API 用来生成 JVM 中的类、接口或则对象的信息。
- Class 类:反射的核心类,可以获取类的属性,方法等信息。
- Field 类:Java.lang.reflec 包中的类,表示类的成员变量,可以用来获取和设置类之中的属性值
- Method 类:Java.lang.reflec 包中的类,表示类的方法,它可以用来获取类中的方法信息或者执行方法。
- Constructor 类:Java.lang.reflec 包中的类,表示类的构造方法。
5.反射使用的步骤?
- 获取想要操作的类的Class对象,这是反射的核心,通过Class对象我们可以任意调用类的方法。
- 调用 Class 类中的方法,既就是反射的使用阶段
- 使用反射 API 来操作这些信息
具体可以看下面的例子:
public class Apple {
private int price;
public int getPrice() {
return price;
}
public void setPrice(int price) {
this.price = price;
}
public static void main(String[] args) throws Exception{
//正常的调用
Apple apple = new Apple();
apple.setPrice(5);
System.out.println("Apple Price:" + apple.getPrice());
//使用反射调用
Class clz = Class.forName("com.chenshuyi.api.Apple");
Method setPriceMethod = clz.getMethod("setPrice", int.class);
Constructor appleConstructor = clz.getConstructor();
Object appleObj = appleConstructor.newInstance();
setPriceMethod.invoke(appleObj, 14);
Method getPriceMethod = clz.getMethod("getPrice");
System.out.println("Apple Price:" + getPriceMethod.invoke(appleObj));
}
}
从代码中可以看到我们使用反射调用了 setPrice 方法,并传递了 14 的值。之后使用反射调用了 getPrice 方法,输出其价格。上面的代码整个的输出结果是:
Apple Price:5
Apple Price:14
从这个简单的例子可以看出,一般情况下我们使用反射获取一个对象的步骤:
- 获取类的 Class 对象实例 Class clz = Class.forName("com.zhenai.api.Apple");
- 根据 Class 对象实例获取 Constructor 对象 Constructor appleConstructor = clz.getConstructor();
- 使用 Constructor 对象的 newInstance 方法获取反射类对象 Object appleObj = appleConstructor.newInstance();
而如果要调用某一个方法,则需要经过下面的步骤:
- 获取方法的 Method 对象 Method setPriceMethod = clz.getMethod("setPrice", int.class);
- 利用 invoke 方法调用方法 setPriceMethod.invoke(appleObj, 14);
6.为什么引入反射概念?反射机制的应用有哪些?
- 反射让开发人员可以通过外部类的全路径名创建对象,并使用这些类,实现一些扩展的功能。
- 反射让开发人员可以枚举出类的全部成员,包括构造函数、属性、方法。以帮助开发者写出正确的代码。
- 测试时可以利用反射 API 访问类的私有成员,以保证测试代码覆盖率。
举两个最常见使用反射的例子,来说明反射机制的强大之处:
JDBC 的数据库的连接
如果要想用JDBC进行数据库的连接,则必须按照以下的几步完成- 通过Class.forName()加载数据库的驱动程序 (通过反射加载,前提是引入相关了Jar包);
- 通过 DriverManager 类进行数据库的连接,连接的时候要输入数据库的连接地址、用户名、密码;
- 通过Connection 接口接收连接。
public class ConnectionJDBC {
/**
* @param args
*/
//驱动程序就是之前在classpath中配置的JDBC的驱动程序的JAR 包中
public static final String DBDRIVER = "com.mysql.jdbc.Driver";
//连接地址是由各个数据库生产商单独提供的,所以需要单独记住
public static final String DBURL = "jdbc:mysql://localhost:3306/test";
//连接数据库的用户名
public static final String DBUSER = "root";
//连接数据库的密码
public static final String DBPASS = "";
public static void main(String[] args) throws Exception {
Connection con = null; //表示数据库的连接对象
Class.forName(DBDRIVER); //1、使用CLASS 类加载驱动程序 ,反射机制的体现
con = DriverManager.getConnection(DBURL,DBUSER,DBPASS); //2、连接数据库
System.out.println(con);
con.close(); // 3、关闭数据库
}
Spring 框架xml的配置模式。
Spring 通过 XML 配置模式装载 Bean 的过程:- 将程序内所有 XML 或 Properties 配置文件加载入内存中;
- Java类里面解析xml或properties里面的内容,得到对应实体类的字节码字符串以及相关的属性信息;
- 使用反射机制,根据这个字符串获得某个类的Class实例;
- 动态配置实例的属性。
Spring这样做的好处是:
- 不用每一次都要在代码里面去new或者做其他的事情; - 以后要改的话直接改配置文件,代码维护起来就很方便了; - 有时为了适应某些需求,Java类里面不一定能直接调用另外的方法,可以通过反射机制来实现。
模拟 Spring 加载 XML 配置文件:
public class BeanFactory { private Map<String, Object> beanMap = new HashMap<String, Object>(); /** * bean工厂的初始化. * @param xml xml配置文件 */ public void init(String xml) { try { //读取指定的配置文件 SAXReader reader = new SAXReader(); ClassLoader classLoader = Thread.currentThread().getContextClassLoader(); //从class目录下获取指定的xml文件 InputStream ins = classLoader.getResourceAsStream(xml); Document doc = reader.read(ins); Element root = doc.getRootElement(); Element foo; //遍历bean for (Iterator i = root.elementIterator("bean"); i.hasNext();) { foo = (Element) i.next(); //获取bean的属性id和class Attribute id = foo.attribute("id"); Attribute cls = foo.attribute("class"); //利用Java反射机制,通过class的名称获取Class对象 Class bean = Class.forName(cls.getText()); //获取对应class的信息 java.beans.BeanInfo info = java.beans.Introspector.getBeanInfo(bean); //获取其属性描述 java.beans.PropertyDescriptor pd[] = info.getPropertyDescriptors(); //设置值的方法 Method mSet = null; //创建一个对象 Object obj = bean.newInstance(); //遍历该bean的property属性 for (Iterator ite = foo.elementIterator("property"); ite.hasNext();) { Element foo2 = (Element) ite.next(); //获取该property的name属性 Attribute name = foo2.attribute("name"); String value = null; //获取该property的子元素value的值 for(Iterator ite1 = foo2.elementIterator("value"); ite1.hasNext();) { Element node = (Element) ite1.next(); value = node.getText(); break; } for (int k = 0; k < pd.length; k++) { if (pd[k].getName().equalsIgnoreCase(name.getText())) { mSet = pd[k].getWriteMethod(); //利用Java的反射极致调用对象的某个set方法,并将值设置进去 mSet.invoke(obj, value); } } } //将对象放入beanMap中,其中key为id值,value为对象 beanMap.put(id.getText(), obj); } } catch (Exception e) { System.out.println(e.toString()); } } //other codes
}
7.反射机制的原理是什么?
Class actionClass=Class.forName(“MyClass”);
Object action=actionClass.newInstance();
Method method = actionClass.getMethod(“myMethod”,null);
method.invoke(action,null);
上面就是最常见的反射使用的例子,前两行实现了类的装载、链接和初始化(newInstance方法实际上也是使用反射调用了方法),后两行实现了从class对象中获取到method对象然后执行反射调用。
- 反射获取类实例 Class.forName(),并没有将实现留给了java,而是交给了jvm去加载!主要是先获取 ClassLoader, 然后调用 native 方法,获取信息,加载类则是回调 java.lang.ClassLoader。最后,jvm又会回调 ClassLoader 进类加载!
newInstance() 主要做了三件事:
- 权限检测,如果不通过直接抛出异常;
- 查找无参构造器,并将其缓存起来
- 调用具体方法的无参构造方法,生成实例并返回。
- 获取Method对象,
上面的Class对象是在加载类时由JVM构造的,JVM为每个类管理一个独一无二的Class对象,这份Class对象里维护着该类的所有Method,Field,Constructor的cache,这份cache也可以被称作根对象。
每次getMethod获取到的Method对象都持有对根对象的引用,因为一些重量级的Method的成员变量(主要是MethodAccessor),我们不希望每次创建Method对象都要重新初始化,于是所有代表同一个方法的Method对象都共享着根对象的MethodAccessor,每一次创建都会调用根对象的copy方法复制一份:
- 调用invoke()方法。调用invoke方法的流程如下:
调用Method.invoke之后,会直接去调MethodAccessor.invoke。MethodAccessor就是上面提到的所有同名method共享的一个实例,由ReflectionFactory创建。
创建机制采用了一种名为inflation的方式(JDK1.4之后):如果该方法的累计调用次数<=15,会创建出NativeMethodAccessorImpl,它的实现就是直接调用native方法实现反射;如果该方法的累计调用次数>15,会由java代码创建出字节码组装而成的MethodAccessorImpl。(是否采用inflation和15这个数字都可以在jvm参数中调整) 以调用MyClass.myMethod(String s)为例,生成出的MethodAccessorImpl字节码翻译成Java代码大致如下:
public class GeneratedMethodAccessor1 extends MethodAccessorImpl {
public Object invoke(Object obj, Object[] args) throws Exception {
try {
MyClass target = (MyClass) obj;
String arg0 = (String) args[0];
target.myMethod(arg0);
} catch (Throwable t) {
throw new InvocationTargetException(t);
}
}
}
因反射原理较复杂,上面简要描述下流程,想要详细了解可以看这篇文章:
https://www.cnblogs.com/yougewe/p/10125073.html
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