Java反射---Java基础宋红康学习笔记

一、Java反射机制概述

1、Java反射机制研究及应用

• 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
  • 在运行时获取泛型信息
  • 在运行时调用任意一个对象的成员变量和方法
  • 在运行时处理注解
  • 生成动态代理

2、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.Constructor:代表类的构造器

public class RefletionTest {

    //反射之前，对于Person的操作
    @Test
    public void test1(){
        // 1、创建Person对象
        Person person1 = new Person("Tom",12);

        //2、通过对象，调用其内部的属性、方法
        person1.age = 10;
        System.out.println(person1.toString());

        person1.show();

        //在Person类的外部，不可以通过Person类的对象调用其内部私有结构
        //比如：私有属性 name  私有方法   私有构造器
    }

    //反射之后,对Person的操作
    @Test
    public void test2() throws IllegalAccessException, InvocationTargetException, InstantiationException, NoSuchMethodException, NoSuchFieldException {
        Class clazz = Person.class;
        //1、通过反射，创建Person类的对象
        Constructor constructor = clazz.getConstructor(String.class, int.class);

        Object ton = constructor.newInstance("Ton", 50);
        Person p = (Person) ton;
        System.out.println(ton.toString());
        //2、通过单设，调用对象指定的属性和方法
        //调用属性
        Field age = clazz.getDeclaredField("age");
        age.set(p,10);
        System.out.println(p.toString());

        //调用方法
        Method show = clazz.getDeclaredMethod("show");
        show.invoke(p);

        //通过反射，可以调用Person类中的室友结构。比如：私有的构造器、方法、属性
        //调用私有的构造器
        Constructor cons1 = clazz.getDeclaredConstructor(String.class);
        cons1.setAccessible(true);
        Person p1 = (Person) cons1.newInstance("jreey");
        System.out.println(p1);

        //调用私有的属性
        Field name = clazz.getDeclaredField("name");
        name.setAccessible(true);
        name.set(p1,"hanmeiemi");
        System.out.println(p1);

        //调用私有的方法
        Method showNation = clazz.getDeclaredMethod("showNation", String.class);
        showNation.setAccessible(true);
        String nation = (String) showNation.invoke(p1, "阿拉伯");
        System.out.println(nation);

    }
    /*
    * 疑问：通过直接new的方式或反射的凡是都可以调用公共结构，开发中到底用哪个？
    * 建议：直接用new方式
    * 什么时候会使用：反射的方式。反射的特征：动态性
    *
    * 疑问：反射机制与面向对象中的封装性是不是矛盾的？如何看待两个技术？
    * 不矛盾。
    * */

    /*
    * 关于java.lang.Class类的理解
    * 1、类的加载过程：
    * 程序经过javac.exe命令以后，会生成一个或多个字节码文件（.class结尾),
    * 接着我们使用java.exe命令对某个字节码文件进行解释运行。相当于将某个字节码文件加载到内存中
    * 此过程就称为类的加载。加载到内存中的类，我们就称为运行时类，此运行时类，就作为Class的一个实例
    *
    * 2、换句话说，Class的实例就对应着一个运行时类。
    *
 	* 3、加载到内存中的运行时类，会缓存一定时间。再此时间之内，我们可以通过不同的方式来获取此运行时类
     *
     * */

}

二、理解Class类并获取Class的实例

1、获取Class实例的四种方式

    @Test
    public void test3() throws ClassNotFoundException {
        //方式一：调用运行时类的属性：.class
        Class class1 = Person.class;
        System.out.println(class1);

        //方式二：通过运行时类的对象,调用getClass()
        Person p1 = new Person();
        Class class2 = p1.getClass();
        System.out.println(class2);

        //方式三、调用Class的静态方法：forName(String classPath)
        Class class3 = Class.forName("com.java反射机制.Person");
        System.out.println(class3);

        System.out.println(class1 == class2);//true
        System.out.println(class1 == class3);//true

        //方式四、使用类的加载器：ClassLoader(了解)
        ClassLoader classLoader = RefletionTest.class.getClassLoader();
        Class<?> clazz4 = classLoader.loadClass("com.java反射机制.Person");
        System.out.println(clazz4);

        System.out.println(class1 == clazz4);
    }

2、Class实例对应的结构说明

Class c1 = Object.class;

Class c2 = Comparable.class;

Class c3 = String[].class;

Class c4 = int[][].class;

Class c5 = ElementType.class;

Class c6 = Override.class;

Class c7 = int.class;

Class c8 = void.class;

Class c9 = Class.class;

int[] a = new int[10];

int[] b = new int[100];

Class c10 = a.getClass();

Class c11 = b.getClass();

// 只要元素类型与维度一样，就是同一个Class

System.out.println(**c10 **== c11);//true

三、类加载与ClassLoader的理解

1、ClassLoder的理解

    @Test
    public void test1(){
        //对于自定义类，使用系统类加载器进行加载
        ClassLoader classLoader = ClassLoaderTest.class.getClassLoader();
        System.out.println(classLoader);

        //调用系统类加载器的getParent()：获取扩展类加载器
        ClassLoader classLoader1 = classLoader.getParent();
        System.out.println(classLoader1);
        //调用扩展类加载器的getParent()：无法获取引导类加载器
        //引导类加载器只要负责加载java的核心类库，无法加载自定义类的
        ClassLoader classLoader2 = classLoader1.getParent();
        System.out.println(classLoader2);
    }

2、使用ClassLoder加载配置文件

    /*
    * Properties：用来读取配置文件
    * */
    @Test
    public void test2() throws IOException {
        Properties pros = new Properties();
        //此时的文件的默认在当前的model下
        //读取配置文件的方式一
//        FileInputStream fis = new FileInputStream("jdbc.properties");
//        pros.load(fis);

        //读取配置文件的方式二
        //此时的文件的默认在当前的model的src下
        ClassLoader classLoader = ClassLoaderTest.class.getClassLoader();
        InputStream is = classLoader.getResourceAsStream("jdbc1.properties");
        pros.load(is);



        String name = pros.getProperty("name");
        String password = pros.getProperty("password");
        System.out.println(name);
        System.out.println(password);
    }

四、创建运行时类的对象

/*
*通过反射创建对应的运行时类的对象
* */
public class NewInstanceTest {

   @Test
   public void test1() throws IllegalAccessException, InstantiationException {
       Class clazz = Person.class;

       /*
       * newInstance():调用此方法，创建对应的运行时类的对象
       *   内部调用了运行时类的空参构造期
       *
       * 要想此方法正常的创建运行时类的对象，要求：
       * 1、运行时类必须提供空参构造期
       * 2、空参构造期的访问权限得够。通常设置为public
       *
       * 通常在javabean中要求提供一个public的空参构造器，原因：
       * 1、便于通过反射，创建运行时类的对象
       * 2、便于子类继承此运行时类，默认调用super()时，保证父类有此构造器
       *
       * */
       Person o = (Person) clazz.newInstance();
       System.out.println(o);


   }

   //体会反射的动态性
   @Test
   public void test2(){
       int num = new Random().nextInt(3);//0,1,2
       String classPath = "";
       switch(num){
           case 0:
               classPath = "java.util.Date";
               break;
           case 1:
               classPath = "java.sql.Date";
               break;
           case 2:
               classPath = "com.java反射机制.Person";
       }
       try {
           Object instance = getInstance(classPath);
           System.out.println(instance);
       } catch (ClassNotFoundException e) {
           e.printStackTrace();
       } catch (IllegalAccessException e) {
           e.printStackTrace();
       } catch (InstantiationException e) {
           e.printStackTrace();
       }
   }
   /*
   * 创建一个指定类的对象
   * classPath:指定类的全类名
   * */
   public Object getInstance(String classPath) throws ClassNotFoundException, IllegalAccessException, InstantiationException {
       Class clazz = Class.forName(classPath);
       return clazz.newInstance();
   }

   @Test
   public void test3(){
       File file = new File("校准壁纸.png");
       System.out.println(file.getPath());
   }

}

五、获取运行时类的完整结构

1、获取运行时类属性

public class FieldTest {

    /*
    * 获取运行时类的属性结构
    * */
    @Test
    public void test1(){
        Class clazz = Creat.class;

        //获取属性机构
        //getFields():获取当前运行时类及其父类中声明为public访问权限的属性
        Field[] fields = clazz.getFields();
        for(Field f:fields){
            System.out.println(f);
        }

        System.out.println();

        //getDeclaredFields():获取当前运行时类中声明的所有属性（不包含父类中声明的属性）
        Field[] declaredFields = clazz.getDeclaredFields();
        for(Field f:declaredFields){
            System.out.println(f);
        }
    }

    //权限修饰符 数据类型 变量名
    @Test
    public void test2(){
        Class clazz = Creat.class;
        Field[] declaredFields = clazz.getDeclaredFields();

        for(Field f:declaredFields){
            //1、权限修饰符
            int modifiers = f.getModifiers();
            System.out.print(modifiers+"---");
            System.out.print(Modifier.toString(modifiers)+"	");
            //2、数据类型
            Class type = f.getType();
            System.out.print(type.getName()+"	");
            //3、变量名
            String name = f.getName();
            System.out.println(name+"	");
        }

    }
}

2、获取运行时类方法

public class MothodTest {

    @Test
    public void test1(){
        Class clazz = Creat.class;

        //getMethods()：获取当前运行时类及其所有父类中声明为public权限的方法
        Method[] methods = clazz.getMethods();
        for(Method mothod : methods) {
            System.out.println(mothod);
        }

        System.out.println();

        //getDeclaredMethods():获取当前运行时类中声明的所有方法（不包含父类中的方法）
        Method[] declaredMethods = clazz.getDeclaredMethods();
        for(Method mothod : declaredMethods) {
            System.out.println(mothod);
        }
    }

    //权限修饰符  返回值类型  方法名（参数类型1 形参1，...) throws XxxException{}
    @Test
    public void test2(){
        Class clazz = Creat.class;
        Method[] declaredMethods = clazz.getDeclaredMethods();
        for(Method mothod : declaredMethods) {
            //1、获取方法名
            System.out.print(mothod.getName()+"	");
            //2、获取形参列表
            System.out.print("(");
            Class[] parameterTypes = mothod.getParameterTypes();
            if(!(parameterTypes == null && parameterTypes.length == 0)){
                for(int i = 0; i < parameterTypes.length; i++){
                    System.out.print("形参:"+parameterTypes[i].getName()+" _args_"+i+",");
                    System.out.print("	");
                }
            }
            System.out.print(")");

            //3、、获取方法声明的注解
            Annotation[] annotations = mothod.getAnnotations();
            for(Annotation a:annotations){
                System.out.print("获取注解；"+a +"	");
            }

            //4、权限修饰符
            System.out.print("获取修饰符:"+Modifier.toString(mothod.getModifiers())+"	");

            //5、返回值类型
            System.out.print(mothod.getReturnType().getName()+"	");

            //6、抛出的异常
            Class[] exceptionTypes = mothod.getExceptionTypes();
            if(!(exceptionTypes == null && exceptionTypes.length == 0)){
                System.out.print("throws ");
                for(int i = 0; i < exceptionTypes.length; i++){
                    System.out.print(exceptionTypes[i].getName()+",");
                }
            }

            System.out.println();

        }
    }
}

3、获取运行时类构造器

 /*
    * 获取构造器
    * */
    @Test
    public void test1(){
        Class clazz = Creat.class;
        //getConstructors():获取当前运行时类中声明为public的构造器
        Constructor[] constructors = clazz.getConstructors();
        for(Constructor c :constructors){
            System.out.println(c);

        }

        System.out.println();

        //getDeclaredConstructors():获取运行时类中声明的所有构造器
        Constructor[] declaredConstructors = clazz.getDeclaredConstructors();
        for(Constructor c :declaredConstructors){
            System.out.println(c);
        }

    }

4、获取运行时类父类

    /*
    * 获取运行时类的父类
    * */
    @Test
    public void test2(){
        Class clazz = Creat.class;

        Class superclass = clazz.getSuperclass();
        System.out.println(superclass);
    }
    /*
    * 获取运行时类带泛型的父类
    * */
    @Test
    public void test3(){
        Class clazz = Creat.class;

        Type type = clazz.getGenericSuperclass();
        System.out.println(type);
    }
    /*
     * 获取运行时类带泛型的父类的泛型
     * */
    @Test
    public void test4(){
        Class clazz = Creat.class;

        Type type = clazz.getGenericSuperclass();
        ParameterizedType parameterizedType = (ParameterizedType) type;
        //获取泛型类型
        Type[] actualTypeArguments = parameterizedType.getActualTypeArguments();
        for(Type t:actualTypeArguments){
            System.out.println(t.getTypeName());
        }

        System.out.println(type);

    }

5、获取运行时类接口

    /*
    * 获取运行时类的接口
    * */
    @Test
    public void test5(){
        Class clazz = Creat.class;
        //获取运行时类的接口
        Class[] interfaces = clazz.getInterfaces();
        for(Class c:interfaces){
            System.out.println(c);
        }

        System.out.println();
        //获取运行时类父类的接口
        Class[] interfaces1 = clazz.getSuperclass().getInterfaces();
        for(Class c:interfaces1){
            System.out.println(c);
        }
    }

6、获取运行时类所在包

    /*
    * 获取运行时类所在的包
    * */
    @Test
    public void test6(){
        Class clazz = Creat.class;

        Package pack = clazz.getPackage();

        System.out.println(pack);
    }

7、获取运行时类声明的注解

    /*
    * 获取运行时类声明的注解
    * */
    @Test
    public void test7(){
        Class clazz = Creat.class;

        Annotation[] annotations = clazz.getAnnotations();
        for(Annotation a : annotations){
            System.out.println(a);
        }
    }

六、调用运行时类的指定结构

1、调用运行时类指定的属性

/*
* 调用运行时类指定的结构：属性、方法、构造器
* */
public class ReflectionTest {

    @Test
    public void testField() throws NoSuchFieldException, IllegalAccessException, InstantiationException {
        Class clazz = Creat.class;

        //创建运行时类的对象
        Creat creat = (Creat) clazz.newInstance();

        //获取指定的属性 要求运行时类中声明的属性为public
        //通常不采用此方法
        Field id = clazz.getField("id");
        /*
        *设置当前属性的值
        * set():参数1：指明设置哪个对象的属性  参数2：将此属性设置为多少
        * */
        id.set(creat,12);

        //获取当前属性的值
        int str= (int) id.get(creat);
        System.out.println(str);

    }
/*
* 如何操作运行时类中指定的属性--需要掌握
* */
    @Test
    public void test2() throws NoSuchFieldException, IllegalAccessException, InstantiationException {
        Class clazz = Creat.class;

        //创建运行时类的对象
        Creat creat = (Creat) clazz.newInstance();

        //1、getDeclaredField(String fieldName):获取运行时类中指定变量名的属性
        Field name = clazz.getDeclaredField("name");

        //2、保证当前属性可访问
        name.setAccessible(true);

        //3、获取、设置指定对象的此属性
        name.set(creat,"jdioasjd");

        String str = (String) name.get(creat);

        System.out.println(str);
    }

}

2、调用运行时类指定的方法

 /*
    * 如何操作运行时类中指定的方法
    * */
    @Test
    public void test3() throws IllegalAccessException, InstantiationException, NoSuchMethodException, InvocationTargetException {
        Class clazz = Creat.class;

        //创建运行时类的对象
        Creat creat = (Creat) clazz.newInstance();

        //1、获取指定的某个方法
        //getDeclaredMethod():
        //  参数1：指明获取方法的名称
        //  参数2：指明获取方法的形参列表
        Method show = clazz.getDeclaredMethod("show", String.class);
        //2、保证当前方法是可执行的
        show.setAccessible(true);
        /*
        * invoke():参数1：方法的调用者  参数2：方法形参赋值的实参
        * invoke()方法的返回值即为对应类中调用的方法的返回值
        * */
        Object returnValue = show.invoke(creat, "guojia");
        System.out.println(returnValue);

        System.out.println("********如何调用静态犯法********");
//        private static String abc(String name){
        Method declaredMethod = clazz.getDeclaredMethod("abc", String.class);
        declaredMethod.setAccessible(true);
        //如果调用运行时类中的方法没有返回值，则此invoke返回null
        Object o = declaredMethod.invoke(Creat.class, "调用静态方法");
        System.out.println(o);
    }

7、调用运行时类指定的构造器

    /*
    * 如何调用运行时类中的指定构造器
    * */
    @Test
    public void test5() throws NoSuchMethodException, IllegalAccessException, InvocationTargetException, InstantiationException {
        Class clazz = Creat.class;

        //    private Creat(String name) 调用此构造器
        /*1、获取指定的构造器
        * getDeclaredConstructor():参数：指明构造器的参数列表
        * */
        Constructor constructor = clazz.getDeclaredConstructor(String.class);

        //2、保证此构造器是可访问的
        constructor.setAccessible(true);

        //3、调用此构造器创建运行时类的对象
        Object o = constructor.newInstance("我的那么");
        System.out.println(o);
    }

七、反射的应用：动态代理

1、静态代理

package com.java反射机制.动态代理;
/*
* 静态代理的举例
*
* 特点：代理类和被代理类在编译期间，就确定下来了
* */

interface ClothFactory{

    void produceCloth();

}

//代理类
class ProxyClothFactory implements ClothFactory{

    private ClothFactory factory;//用被代理类的对象进行实例化

    public ProxyClothFactory(ClothFactory factory) {
        this.factory = factory;
    }

    @Override
    public void produceCloth() {
        System.out.println("代理工厂做一些准备工作");

        factory.produceCloth();

        System.out.println("代理工厂做一些后续的收尾工作");
    }

}

//被代理类
class NikeClothFactory implements ClothFactory{

    @Override
    public void produceCloth() {
        System.out.println("Nike工厂生产一批运动服");
    }
}
public class StaticProxyTest {
    public static void main(String[] args) {
        //创建被代理类对象
        NikeClothFactory nike = new NikeClothFactory();
        //创建代理类对象
        ProxyClothFactory factory = new ProxyClothFactory(nike);

        factory.produceCloth();

    }
}

2、动态代理

package com.java反射机制.动态代理;

import java.lang.reflect.InvocationHandler;
import java.lang.reflect.Method;
import java.lang.reflect.Proxy;

/*
* 动态代理的举例
* */
interface Human{

    String getBelief();

    void eat(String food);
}
//被代理类
class SuperMan implements Human{

    @Override
    public String getBelief() {
        return "I believe superMan";
    }

    @Override
    public void eat(String food) {
        System.out.println("我喜欢吃"+food);
    }
}
//代理类
/*
* 要想实动态代理，需要解决的问题
* 问题一：如何根据加载到内存中的被代理类，动态的创建一个代理类及其对象
* 问题二：当通过代理类的对象调用方法时，如何动态地去调用被代理类中的同名方法
*
* */
class ProxyFactory{

    //调用此方法，返回一个代理类的对象。解决问题一
    public static Object getProxyInstance(Object obj){//obj:被代理类的对象
        MyInvocationHandler handler = new MyInvocationHandler();

        handler.bind(obj);

        return Proxy.newProxyInstance(obj.getClass().getClassLoader(),  obj.getClass().getInterfaces(),handler);

    }

}
class MyInvocationHandler implements InvocationHandler {

    private Object obj;//需要使用被代理类的对象进行赋值

    public void bind(Object obj){
        this.obj = obj;
    }

    //当我们通过代理类的对象，调用此方法a时，就会自动的调用如下的方法：invoke()
    //将被代理类要执行的方法a的功能生命在invoke()中
    @Override
    public Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args) throws Throwable {
        //method:即为代理类调用的方法，此方法也就作为了被代理类对象要调用的方法
        //obj:被代理类对象
        Object invoke = method.invoke(obj, args);
        //上述方法的返回值就作为当
        return invoke;
    }
}
public class ProxyTest {
    public static void main(String[] args) {
        SuperMan superMan = new SuperMan();
        //proxyInstance:代理类的对象
        Human proxyInstance = (Human) ProxyFactory.getProxyInstance(superMan);
        //当通过代理了i对象调用方法时，会自动地调用被代理类中同名的方法
        String belief = proxyInstance.getBelief();
        System.out.println(belief);
        proxyInstance.eat("四川麻辣烫");



    }

}