反射(一)

一、Class类的使用

1.Java的反射机制是在编译并不确定是哪个类被加载了，而是在程序运行的时候才加载、探知、自审。使用在编译期并不知道的类。这样的特点就是反射。

2.面向对象的世界里，万物皆对象(除静态的成员，普通数据类型不是对象)，类是对象类,是java.lang.Class的实例对象
3.怎样表示Class的实例

public class ClassDemo1 {
    public static void main(String[] args) {
        //创建Foo类的实例对象foo1
        Foo foo1 = new Foo();

        //任何一个类都是Class的实例对象,并且这些对象由JVM创建,这个实例对象有三种表示方式
        //第一种表示方式-->实际在告诉我们任何一个类都有一个隐含的静态成员变量class
        Class c1 = Foo.class;

        //第二种表示方式-->已经知道该类的对象通过getClass方法获取
        Class c2 = foo1.getClass();

        /*官网表示:c1,c2表示了Foo类的类类型(class type)
         * 类类型:类也是对象,是Class的实例对象,这个对象就是该类的类类型
         * */
        //一个类只可能是Class的一个对象
        System.out.println(c1 == c2);

        //第三种表达方式-->通过Class.forName()
        Class c3 = null;
        try {
            c3 = Class.forName("JavaSE.Reflect.Foo");
        } catch (ClassNotFoundException e) {
            e.printStackTrace();
        }

        System.out.println(c2 == c3);
        /*
         * 可以通过类的类类型创建该类的对象实例-->通过c1,c2,c3创建Foo的实例对象
         * */
        try {
            //调用newInstance()时需要有无参数的构造方法
            Foo foo2 = (Foo) c1.newInstance();
            Foo foo3 = (Foo) c2.newInstance();
            Foo foo4 = (Foo) c3.newInstance();
            foo2.print();
            foo3.print();
            foo4.print();
        } catch (InstantiationException e) {
            e.printStackTrace();
        } catch (IllegalAccessException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

class Foo {
    void print() {
        System.out.println("I am method print in Foo");
    }
}

4.Class.forName()不仅表示了类类型,还代表了动态加载类
编译时刻加载类是静态加载类,运行时刻加载类是动态加载类

ClassDemo2:

public class ClassDemo2 {
    public static void main(String[] args) {
        /*
         * 此时运行会报错,找不到C1类,C1的start(),C2类,C2的start()
         * 但是如果我们只想调用C1的方法,添加了C1类及其方法,程序仍然会报错,因为还是找不到C2及它的方法
         * 所以,new创建对象是静态加载类,在编译时刻就需要加载所有的可能使用到的类
         * 通过动态加载类可以解决该问题
         * */
        if ("C1".equals(args[0])) {
            C1 c1 = new C1();
            c1.start();
        }
        if ("C2".equals(args[0])) {
            C2 c2 = new C2();
            c2.start();
        }
    }
}

ClassDemo3:

public class ClassDemo3 {
    public static void main(String[] args) {
        try {
            //动态加载类,在运行时加载类
            Class c = Class.forName(args[0]);
            //通过类类型,创建该类对象
            CAble cc = (CAble) c.newInstance();
            cc.start();
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

CAble:

public interface CAble {
    void start();
}

C1:

public class C1 implements CAble{
    public void start() {
        System.out.println("C1 start run...");
    }
}

C2:

public class C2 implements CAble {
    public void start() {
        System.out.println("C2 start run...");
    }
}

5.基本的数据类型
void关键字也存在类类型

public class ClassDemo4 {
    public static void main(String[] args) {
        Class c1 = int.class;  //int的类类型
        System.out.println(c1);
        Class c2 = String.class; //String的类类型

        Class c3 = double.class;
        Class c4 = Double.class;
        System.out.println(c3 == c4);

        Class c5 = void.class;
        System.out.println(c5);

        Class c6 = C1.class;
        System.out.println(c6.getName());
        System.out.println(c6.getSimpleName());
    }
}

二、方法的反射

ClassUtil:

/**
     * 打印类的信息,包括成员函数
     *
     * @param obj
     */
    public static void printClassMethodMessage(Object obj) {
        //1.获取类的类类型
        Class c = obj.getClass(); //传递的是哪个子类的对象,c就是该子类的类类型
        //2.获取类的名称
        System.out.println("类的名称: " + c.getName());
        //3.获取类的方法
        /**
         * Method类,方法的类类型
         * 一个成员方法就是一个Method对象
         * getMethods()方法获取的是所有public函数,包括父类继承而来的
         * getDeclaredMethods()获取的是所有该类自己声明的方法,不问访问权限
         */
        Method[] ms = c.getMethods();
        for (int i = 0; i < ms.length; i++) {
            //得到返回值类型的类类型
            Class returnType = ms[i].getReturnType();
            System.out.print(returnType.getName() + " ");
            //得到方法的名称
            System.out.print(ms[i].getName() + "(");
            //获取参数类型-->得到的是参数列表的类型的类类型
            Class[] paramTypes = ms[i].getParameterTypes();
            for (Class class1 : paramTypes) {
                System.out.print(class1.getName() + ",");
            }
            System.out.print(")");
            System.out.println();
        }
    }

　　

三、成员变量的反射

ClassUtil:

/**
     * 获取成员变量的信息
     *
     * @param obj
     */
    public static void printFieldVariableMessage(Object obj) {
        Class c = obj.getClass();

        /**
         * 成员变量也是对象
         * java.lang.reflect.Field
         * Field类封装了关于成员变量的操作
         * getField()方法获取的是所有的public的成员变量的信息
         * getDeclaredFields()方法获取的是该类自己声明的成员变量的信息
         */
        Field[] fs = c.getDeclaredFields();
        for (Field field : fs) {
            //得到成员变量的类型的类类型
            Class fieldType = field.getType();
            String typeName = fieldType.getName();
            //得到成员变量的名称
            String fieldName = field.getName();
            System.out.println(typeName + " " + fieldName);
        }
    }

　　

四、构造函数的反射

ClassUtil:

 /**
     * 获取构造器的信息
     *
     * @param obj
     */
    public static void printConMessage(Object obj) {
        Class c = obj.getClass();
        /**
         * 构造函数也是对象
         * java.lang.Constructor中封装了构造函数的信息
         * getConctructots获取所有的public的构造函数
         * getDeclaredConstructors得到自己声明的构造函数
         */
//        Constructor[] cs=c.getConstructors();
        Constructor[] cs = c.getDeclaredConstructors();
        for (Constructor constructor : cs) {
            System.out.print(constructor.getName() + "(");
            Class[] paramtypes = constructor.getParameterTypes();
            for (Class class1 : paramtypes) {
                System.out.print(class1.getName() + ",");
            }
            System.out.println(")");
        }
    }

五、Java类加载机制

MethodDemo1:

public class MethodDemo1 {
    public static void main(String[] args) {
        //获取print(int,int)方法
        A a1 = new A();
        Class c = a1.getClass();
        /**
         * 获取方法,名称和参数列表
         * getMethod获取的是public方法
         * getDelcaredMethod获取自己声明的方法
         */
        try {
//            Method m=c.getMethod("print",new Class[]{int.class,int.class});
            Method m = c.getMethod("print", int.class, int.class);
//            a1.print(10,20);方法的反射操作是用m对象来进行方法调用
//            方法如果没有返回值返回null,有返回值返回具体的返回值

            Object o = m.invoke(a1, new Object[]{10, 20});
            System.out.println("======================");
            Method m1 = c.getMethod("print", String.class, String.class);
            o = m1.invoke(a1, "hello", "world");

            Method m2 = c.getMethod("print");
            m2.invoke(a1);
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        }

    }
}

class A {
    public void print() {
        System.out.println("hello world");
    }

    public void print(int a, int b) {
        System.out.println(a + b);
    }

    public void print(String a, String b) {
        System.out.println(a.toUpperCase() + "," + b.toUpperCase());
    }
}

MethodDemo2:

public class MethodDemo2 {
    public static void main(String[] args) {
        ArrayList list = new ArrayList();

        ArrayList<String> list1 = new ArrayList<String>();
        list1.add("hello");
        Class c1 = list.getClass();
        Class c2 = list1.getClass();
        System.out.println(c1 == c2);  //true
        /**
         * c1==c2结果返回true说明编译之后集合的泛型是去泛型化的
         * Java中集合的泛型是防止错误输入的,只在编译阶段有效
         * 绕过编译就无效了
         */

        try {
            Method m = c1.getMethod("add", Object.class);
            m.invoke(list1, 100);//染过编译操作就绕过了泛型
            System.out.println(list1.size());
            System.out.println(list1);
            //此时不能使用foreach操作,会报ClassCastException
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

六、反射机制的用途和缺点

1.反射的用途:

反射被广泛地用于那些需要在运行时检测或修改程序行为的程序中。这是一个相对高级 的特性，只有那些语言基础非常扎实的开发者才应该使用它。如果能把这句警示时刻放在心 里，那么反射机制就会成为一项强大的技术，可以让应用程序做一些几乎不可能做到的事情。

2.反射的缺点:

(1)性能第一: 反射包括了一些动态类型，所以 JVM 无法对这些代码进行优化。因此，反射操作的效 率要比那些非反射操作低得多。我们应该避免在经常被 执行的代码或对性能要求很高的程 序中使用反射。

(2)安全限制: 使用反射技术要求程序必须在一个没有安全限制的环境中运行。如果一个程序必须在有 安全限制的环境中运行，如 Applet，那么这就是个问题了。

(3)内部暴露: 由于反射允许代码执行一些在正常情况下不被允许的操作（比如访问私有的属性和方 法），所以使用反射可能会导致意料之外的副作用－－代码有功能上的错误，降低可移植性。 反射代码破坏了抽象性，因此当平台发生改变的时候，代码的行为就有可能也随着变化。