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  • Java反射机制

    一、什么是反射?

    在运行状态中,对于任意一个类,都能够获取到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(包括私有的方法和属性),这种动态获取的信息以及动态调用对象的方法的功能就称为java语言的反射机制。通俗点讲,通过反射,该类对我们来说是完全透明的,想要获取任何东西都可以。
    想要使用反射机制,就必须要先获取到该类的字节码文件对象(.class),通过字节码文件对象,就能够通过该类中的方法获取到我们想要的所有信息(方法,属性,类名,父类名,实现的所有接口等等),每一个类对应着一个字节码文件也就对应着一个Class类型的对象,也就是字节码文件对象。
    获取字节码文件对象的三种方式。

    1、第一种方式-->Class.forName("类名字符串");
      //通过Class类中的静态方法forName,直接获取到一个类的字节码文件对象,此时该类还是源文件阶段,并没有变为字节码文件。
      Class c1=Class.forName("csdn.Student");
    2、第二种方式-->先创建对象,再用对象调用getClass()方法,即实例对象.getClass().返回运行时类。
      //通过类的实例获取该类的字节码文件对象,该类处于创建对象阶段,任何一个java对象都有getClass()方法
      Student s=new Student();
      Class c2 = s.getClass();
    3、第三种方式-->类名.class。返回Class的对象。(每个类都有class属性)
      //当类被加载成.class文件时,此时Person类变成了.class,在获取该字节码文件对象,也就是获取自己, 该类处于字节码阶段。
      Class c3=Student.class;

     有了字节码文件对象才能获得类中所有的信息,我们在使用反射获取信息时,也要考虑使用上面哪种方式获取字节码对象合理,视不同情况而定。下面介绍Class类的功能。

    二、反射机制能够获取哪些信息?Class类的API详解。

    2.1、通过字节码对象创建实例对象

    //注:类名字符串是"包名+类名" 返回Class的对象。(这种是最常用的方法)
    Class c1=Class.forName("csdn.Student");
    // 创建student实例,通过student的无参构造方法
    Student stu = (Student)c1.newInstance();

    2.2、获取指定构造器方法。constructor 如果没有无参构造,只有有参构造如何创建实例呢?看下面

     

    1 //获取字节码文件
    2 Class clazz1=Class.forName("csdn.Student");
    3 //先获取有参构造器,parameterTypes;表示参数列表,有多少写多少,也可以不写,不写就是调用无参构造器
    4 Constructor constructor = clazz1.getConstructor(int.class,String.class);
    5 //通过构造器来实例化对象,将实际的参数传进去
    6 Student student = (Student)constructor.newInstance("小明",12);

      总结上面创建实例对象:Class类的newInstance()方法是使用该类无参的构造函数创建对象, 如果一个类没有无参的构造函数, 就不能这样创建了,可以调用Class类的getConstructor(String.class,int.class)方法获取一个指定的构造函数然后再调用Constructor类的newInstance("张三",20)方法创建对象

    获取全部构造方法

            Class clazz1 = Class.forName("Reflect.Student");
            //获取所有的构造方法
            Constructor[] constructors = clazz1.getConstructors();
            //遍历所有的构造方法
            for(int i= 0;i<constructors.length;i++) {
                //获取每个构造函数中的参数类型字节码
                Class[] parameterTypes = constructors[i].getParameterTypes();
                //获取构造函数中参数类型
                System.out.println("第"+i+"个构造函数");
                for(int j=0;j<parameterTypes.length;j++) {
                    //获取构造函数中参数类型
                    System.out.println(parameterTypes[j].getName()+",");
                }
            }            

    2.3、获取成员变量并使用  Field对象

      

    获取指定成员变量

    Class clazz1 = Class.forName("Reflect.Student");
    //获取其实例对象
    Student student = (Student)clazz1.newInstance();
    //获取成员变量clazz1.getField(name);通过name来获取指定成员变量,如果该成员变量是私有的,则应该使用getDeclaredField(name);
    Field field = clazz1.getDeclaredField("id");
    //对其成员变量进行操作
    //赋值操作
    field.setInt(student, 1);
    //获取成员变量的值,field.get(obj);obj为所表示字段的值的对象,也就是该属性对应诶的实例对象。
    System.out.println(field.getInt(student));

      Class.getField(String)方法可以获取类中的指定字段(可见的), 如果是私有的可以用getDeclaedField("name")方法获取,通过set(obj, "李四")方法可以设置指定对象上该字段的值, 如果是私有的需要先调用setAccessible(true)设置访问权限,用获取的指定的字段调用get(obj)可以获取指定对象中该字段的值.

    获取全部成员变量

            // 通过反射获得字节码文件对象
            Class clazz1 = Class.forName("Reflect.Student");
            // 实例化
            Student student = (Student) clazz1.newInstance();
            // 赋值操作
            student.setId(3);
            student.setName("zhangsan");
            // 将私有的属性一并获取
            Field[] fields = clazz1.getDeclaredFields();
            for (int i = 0; i < fields.length; i++) {
                // 打开操作权限
                fields[i].setAccessible(true);
                // 获取成员变量的值
                System.out.println(fields[i].get(student));
            }        

    2.4、获得方法并使用  Method

     

             // 通过反射获得字节码文件对象
            Class clazz1 = Class.forName("Reflect.Student");
            // 实例化
            Student student = (Student) clazz1.newInstance();
            
            /**
             * clazz1.clazz1.getMethod(name, parameterTypes)
             *     name 方法的名字
             *     parameterTypes:方法的参数类型为Class类型,没有则不填写,比如参数为String,则填写为String.Class
             */
            //eat为不带参数的public方法
            Method method = clazz1.getMethod("eat");
            Method method1 = clazz1.getMethod("sing", String.class);
            
            /**
             * method.invoke(obj, args)
             *     obj:方法的对象
             *     args:是的参数值,没有则不填
             */
            //调用方法
            method.invoke(student);
            method1.invoke(student, "呵呵");
            
            //获取私有的方法,和获取属性一样,say为私有的方法
            Method method2 = clazz1.getDeclaredMethod("say");
            method2.setAccessible(true);
            method2.invoke(student);

      Class.getMethod(String, Class...) 和 Class.getDeclaredMethod(String, Class...)方法可以获取类中的指定方法,如果为私有方法,则需要打开一个权限。setAccessible(true);用invoke(Object, Object...)可以调用该方法,
    跟上面同理,也能一次性获得所有的方法

         // 通过反射获得字节码文件对象
             Class clazz1 = Class.forName("Reflect.Student");
            Method[] methods = clazz1.getDeclaredMethods();
            // 实例化
            Student student = (Student) clazz1.newInstance();
            for(Method method :methods) {
                method.setAccessible(true);
                System.out.println(method.getName());
                //获得方法的参数,又回到了之前的代码
                Class<?>[] parameterTypes = method.getParameterTypes();
                for(int i=0;i<parameterTypes.length;i++) {
                    //获取构造函数中参数类型
                    System.out.println(parameterTypes[i].getName()+",");
                }
            }

    2.5、获得该类的所有接口

      Class[] getInterfaces():确定此对象所表示的类或接口实现的接口
      返回值:接口的字节码文件对象的数组

    2.6、获取指定资源的输入流

        InputStream getResourceAsStream(String name)  
        return:一个 InputStream 对象;如果找不到带有该名称的资源,则返回 null
        参数:所需资源的名称,如果以"/"开始,则绝对资源名为"/"后面的一部分。

      2.7、动态代理的概述和实现

        动态代理:一种设计模式,其非常简单,很容易理解,你自己可以做这件事,但是觉得自己做非常麻烦或者不方便,所以就叫一个另一个人(代理)来帮你做这个事情,而你就不用管了,这就是动态代理。举个例子,买火车票叫人代买。
        在程序运行过程中产生的这个对象,而程序运行过程中产生对象其实就是我们刚才反射讲解的内容,所以,动态代理其实就是通过反射来生成一个代理
        在Java中java.lang.reflect包下提供了一个Proxy类和一个InvocationHandler接口,通过使用这个类和接口就可以生成动态代理对象。JDK提供的代理只能针对接口做代理。我们有更强大的代理cglib,Proxy类中的方法创建动态代理类对象 
        分三步,但是注意JDK提供的代理正能针对接口做代理,也就是下面的第二步返回的必须要是一个接口。
           1、new出代理对象,通过实现InvacationHandler接口,然后new出代理对象来。
           2、通过Proxy类中的静态方法newProxyInstance,来将代理对象假装成那个被代理的对象,也就是如果叫人帮我们代买火车票一样,那个代理就假装成我们自己本人
           3、执行方法,代理成功
       将代理对象中的内容进行实现

     1、2、3步

              

    注意newProxyInstance的三个参数,第一个,类加载器,第二个被代理对象的接口,第三个代理对象。

    2.8、还有很多方法,比如获得类加载器,等等

    具体还需要别的,就通过查看API文档来解决。

    三、反射机制的应用实例

      3.1、利用反射,在泛型为int的arryaList集合中存放一个String类型的对象

      原理:集合中的泛型只在编译器有效,而到了运行期,泛型则会失效,

    3.2、利用反射,简化编写Servlet的个数。

      什么意思呢?每当我们写一个功能时,就需要写一个对应的Servlet,导致最后Servlet有很多,自己都看不过来,所以对其进行了优化,两种方式,
      3.2.1、每次从页面传过来一个参数,method="xxx"; 然后编写一个Servlet,获得其参数method的值,进行判断,如果是add,则调用add方法,如果是delete,则调用delete方法,这样就可以写在一个servlet中实现所有的功能了。

    3.2.2、利用反射
    编写一个BaseServlet继承HttpServlet,这是一个通用的BaseServlet。需要明白servlet的生命周期

    编写具体实现的方法servlet类。
    MySerlvet001 extends BaseServlet

      解释:需要明白servlet的生命周期,也就是service方法,因为是servlet,所以在访问的时候,会经过service方法,而子类MyServlet001中并没有,所以就到父类BaseServlet中找,发现有,然后获取参数即知道了需要调用什么方法,因为方法的编写都在子类中,所以通过反射,获取到子类中对应的方法并运行,其中需要注意的是this这个参数在BaseServlet中的用法。需要理解它。才能理解我们这个程序。

     

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