2019-06-05 Java学习日记之反射

类的加载概述和加载时机：

A：概述

当程序要使用某个类时，如果该类还未被加载到内存中，则系统会通过加载，连接，初始化三步来实现对这个类进行初始化

加载

　　就是将class文件读入内存，并为之创建一个Class对象。任何类被使用是系统都会建立一个class对象

连接

　　验证　　是否有正确的内部结构，并和其他类协调一致

　　准备　　负责为类的静态成员分配内存，并设置默认初始化值

　　解析　　将类的二进制数据中的符号引用替换为直接引用

初始化

　　就是初始化步骤

B：加载时机

创建类的实例

访问类的静态变量，或者为静态变量赋值

调用类的静态方法

使用反射的方式来强制创建某个类或接口对应的java.lang.class对象

初始化某个类的子类

直接使用java.exe命令来运行某个主类

类加载器的概述和分类：

A：概述

负责将.class文件加载到内存中，并为之生成对应的class对象。

B：分类

Bootstap ClassLoader　　根类加载器

Extension  ClassLoader　　扩展类加载器

System ClassLoader　　系统类加载器

C：作用

Bootstap ClassLoader　　根类加载器

　　也被称为引导类加载器，负责java核心类的加载

　　比如System，String。在JDK中jre的lib目录下rt.jar文件中

Extension  ClassLoader　　扩展类加载器

　　负责JRE的扩展目录中jar包的加载

　　在JDK中jre的lib目录下ext目录

System ClassLoader　　系统类加载器

　　负责在JVM启动时加载来自java命令的class文件，以及classpath环境变量所指定的jar包和类路径

反射概述：

A：概述

JAVA反射机制实在运行状态中，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

要想解剖一个类，必须先要获取到该类的字节码文件对象

而解剖使用的就是class类中的方法，所以先要获取到每一个字节码文件对应的class类型的对象

B：三种方式

a：Object类的getClass（）方法，判断两个对象是否是同一个字节码文件

b：静态属性class。锁对象

c：class类中静态方法forName（），读取配置文件

package com.reflect;

import com.bean.Person;

public class Demo1_Reflect {

    public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException {
        Class clazz1 = Class.forName("com.bean.Person");
        Class clazz2 = Person.class;
        
        Person p = new Person();
        Class clazz3 = p.getClass();
        
        System.out.println(clazz1 == clazz2);
        System.out.println(clazz2 == clazz3);
    }

}

 Person.java：

package com.bean;

public class Person {
    private String name;
    private int age;
    public Person() {
        super();
        
    }
    public Person(String name, int age) {
        super();
        this.name = name;
        this.age = age;
    }
    public String getName() {
        return name;
    }
    public void setName(String name) {
        this.name = name;
    }
    public int getAge() {
        return age;
    }
    public void setAge(int age) {
        this.age = age;
    }
    @Override
    public int hashCode() {
        final int prime = 31;
        int result = 1;
        result = prime * result + age;
        result = prime * result + ((name == null) ? 0 : name.hashCode());
        return result;
    }
    @Override
    public boolean equals(Object obj) {
        if (this == obj)
            return true;
        if (obj == null)
            return false;
        if (this.getClass() != obj.getClass())        //判断调用对象和传入对象的字节码文件是否是同一个字节码文件
            return false;
        Person other = (Person) obj;
        if (age != other.age)
            return false;
        if (name == null) {
            if (other.name != null)
                return false;
        } else if (!name.equals(other.name))
            return false;
        return true;
    }
    @Override
    public String toString() {
        return "Person [name=" + name + ", age=" + age + "]";
    }
    
    public void eat() {
        System.out.println("今天吃了一顿金钱豹");
    }
    
    public void eat(int num) {
        System.out.println("今天吃了" + num + "顿金钱豹");
    }
}

class.forName（）读取配置文件实例：

榨汁机榨汁

package com.reflect;

import java.io.BufferedReader;
import java.io.FileReader;
import java.io.IOException;

public class Demo2_Reflect {
    /**
     * * 榨汁机(Juicer)榨汁的案例
     * 分别有水果(Fruit)苹果(Apple)香蕉(Banana)桔子(Orange)榨汁(squeeze)
     * @throws Exception 
     * @throws IOException 
     */
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        Juicer j = new Juicer();                                    //创建榨汁机    
        BufferedReader br = new BufferedReader(new FileReader("config.Properties"));
            Class clazz = Class.forName(br.readLine());                //获取该类的字节码文件
            Fruit f = (Fruit)clazz.newInstance();                    //创建实例对象
            j.run(f);
    }

}
interface Fruit {
    public void squeeze();
}
class Apple implements Fruit {
    public void squeeze(){
        System.out.println("榨出一杯苹果汁");
    }
}
class Orange implements Fruit {
    public void squeeze(){
        System.out.println("榨出一杯橙汁");
    }
}
class Juicer {
    public void run(Fruit f){
        f.squeeze();
    }
}

通过反射获取带参数构造方法并使用：

Constructor

package com.reflect;

import java.lang.reflect.Constructor;

import com.bean.Person;

public class Demo3_Constructor {
    /**
     * 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
     * @throws Exception 
     * @throws Exception 
     */
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        Class clazz = Class.forName("com.bean.Person");
        //Person p = (Person)clazz.newInstance();            //通过无参构造创建对象
        //System.out.println(p);
        Constructor c = clazz.getConstructor(String.class,int.class);    //获取有参构造
        Person p = (Person)c.newInstance("张三",23);                        //通过有参构造创建对象
        System.out.println(p);
    }

}

通过反射获取成员变量并使用：

Field

package com.reflect;

import java.lang.reflect.Constructor;
import java.lang.reflect.Field;

import com.bean.Person;

public class Demo4_Field {
    /**
     * 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
     * @throws Exception 
     * @throws Exception 
     */
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        Class clazz = Class.forName("com.bean.Person");
        Constructor c = clazz.getConstructor(String.class,int.class);    //获取有参构造
        Person p = (Person)c.newInstance("张三",23);                        //通过有参构造创建对象
        
        //Field f = clazz.getField("name");                                //获取姓名字段
        //f.set(p, "李四");                                                 //修改姓名的值
        Field f = clazz.getDeclaredField("name");                        //暴力反射获取字段
        f.setAccessible(true);                                             //去除私有权限
        f.set(p, "李四");         
        
        System.out.println(p);
    }

}

通过反射获取方法并使用：

Method

package com.reflect;

import java.lang.reflect.Constructor;
import java.lang.reflect.Method;

import com.bean.Person;

public class Demo5_Method {
    /**
     * Class.getMethod(String, Class...) 和 Class.getDeclaredMethod(String,
     * Class...)方法可以获取类中的指定方法,调用invoke(Object,
     * Object...)可以调用该方法,Class.getMethod("eat") invoke(obj)
     * Class.getMethod("eat",int.class) invoke(obj,10)
     * @throws Exception 
     * @throws Exception 
     */
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        Class clazz = Class.forName("com.bean.Person");
        Constructor c = clazz.getConstructor(String.class,int.class);    //获取有参构造
        Person p = (Person)c.newInstance("张三",23);                        //通过有参构造创建对象
        
        Method m = clazz.getMethod("eat");                                //获取eat方法
        m.invoke(p);
        
        Method m2 = clazz.getMethod("eat", int.class);                    //获取有参的eat方法
        m2.invoke(p, 10);
    }

}

通过反射越过泛型检查：

package com.test;

import java.lang.reflect.Method;
import java.util.ArrayList;

public class Test1 {
    /**
     * @param args
     * ArrayList<Integer>的一个对象，在这个集合中添加一个字符串数据，如何实现呢？
     * 泛型只在编译期有效,在运行期会被擦除掉
     * @throws Exception 
     * @throws Exception 
     */
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        ArrayList<Integer> list = new ArrayList<>();
        list.add(111);
        list.add(222);
        
        Class clazz = Class.forName("java.util.ArrayList");            //获取字节码对象
        Method m = clazz.getMethod("add", Object.class);            //获取add方法
        m.invoke(list, "abc");
        
        System.out.println(list);
    }

}

通过反射写一个通用的设置某个对象的某个属性为指定的值：

package com.test;

public class Test3 {
    /**
     * * A:案例演示 public void setProperty(Object obj, String propertyName, Object
     * value){}， 此方法可将obj对象中名为propertyName的属性的值设置为value。
     * 
     * @throws Exception
     */
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        Student s = new Student("张三",23);
        System.out.println(s);
        
        Tool t = new Tool();
        t.setProperty(s, "name", "李四");
        System.out.println(s);
    
    }

}

class Student {
    private String name;
    private int age;

    public Student() {
        super();
    }

    public Student(String name, int age) {
        super();
        this.name = name;
        this.age = age;
    }

    public String getName() {
        return name;
    }

    public void setName(String name) {
        this.name = name;
    }

    public int getAge() {
        return age;
    }

    public void setAge(int age) {
        this.age = age;
    }

    @Override
    public String toString() {
        return "student [name=" + name + ", age=" + age + "]";
    }

}

Tool.java

package com.test;

import java.lang.reflect.Field;

public class Tool {
    //此方法可将obj对象中名为propertyName的属性的值设置为value。
    public void setProperty(Object obj, String propertyName,Object value) throws Exception, SecurityException{
        Class clazz = obj.getClass();                            //获取字节码对象
        Field f = clazz.getDeclaredField(propertyName);            //暴力反射获取字段
        f.setAccessible(true);                                     //去除权限
        f.set(obj, value);
    }
}

练习：

package com.test;

import java.io.BufferedReader;
import java.io.FileReader;

public class Test2 {
    /**
     * * 已知一个类，定义如下： 
     * package cn.itcast.heima;
     *         public class DemoClass {
                public void run() {
                    System.out.println("welcome to heima!");
                }
            }
     * (1) 写一个Properties格式的配置文件，配置类的完整名称。 
     * (2) 写一个程序，读取这个Properties配置文件，获得类的完整名称并加载这个类，用反射的方式运行run方法。
     * @throws Exception 
     * @throws Exception 
     */
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        BufferedReader br = new BufferedReader(new FileReader("xxx.properties"));            //创建输入流关联xxx.properties
        Class clazz = Class.forName(br.readLine());                                            //读取配置文件中类名，获取字节码对象
        
        DemoClass dc = (DemoClass)clazz.newInstance();                                        //通过字节码对象创建对象
        dc.run();
    }

}

动态代理的概述和实现：

A：概述

代理：本来自己做的事情，请了别人来做，被请的人就是代理对象

动态代理：在程序运行过程中产生的这个对象，动态代理其实就是通过反射来生成一个代理

package com.动态代理;

import java.lang.reflect.Proxy;

public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        /*UserImp ui = new UserImp();
        ui.add();
        ui.delete();
        
        System.out.println("------");*/
        /*
         * public static Object newProxyInstance(ClassLoader loader,Class<?>[] interfaces,
         * InvocationHandler h)
         */
        /*MyInvocationHandler m = new MyInvocationHandler(ui);
        User u = (User)Proxy.newProxyInstance(ui.getClass().getClassLoader(), ui.getClass().getInterfaces(), m);
        u.add();
        u.delete();*/
        
        StudentImp si = new StudentImp();
        si.login();
        si.submit();
        
        System.out.println("-------");
        
        MyInvocationHandler m = new MyInvocationHandler(si);
        Student s = (Student)Proxy.newProxyInstance(si.getClass().getClassLoader(), si.getClass().getInterfaces(), m);
        
        s.login();
        s.submit();
        
    }
}

MyInvocationHandler.java

package com.动态代理;

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

public class MyInvocationHandler implements InvocationHandler{
    private Object target;
    
    public MyInvocationHandler(Object target) {
        this.target = target;
    }
    public Object invoke(Object proxy,Method method,Object[] args)    throws Throwable{
        System.out.println("权限校验");
        method.invoke(target,args);            //执行被代理target对象的方法
        System.out.println("日志记录");
        return null;
    }
}

Student.java

package com.动态代理;

public interface Student {
    public void login();
    
    public void submit();
}

StudentImp.java

package com.动态代理;

public class StudentImp implements Student{

    @Override
    public void login() {
        System.out.println("登录");
    }

    @Override
    public void submit() {
        System.out.println("提交");
    }
    
}

User.java

package com.动态代理;

public interface User {
    public void add();
    
    public void delete();
}

UserImp.java

package com.动态代理;

public class UserImp implements User {

    @Override
    public void add() {
        // System.out.println("权限校验");
        System.out.println("添加功能");
        // System.out.println("日志记录");
    }

    @Override
    public void delete() {
        // System.out.println("权限校验");
        System.out.println("删除功能");
        // System.out.println("日志记录");
    }

}

模板设计模式概述和使用：

A：概述

模板方法模式就是定义一个算法的骨架，而将具体的算法延迟到子类来实现

B：优点和缺点

a：优点

使用模板方法模式，在定义算法骨架的同时，可以很灵活的实现具体的算法，满足用户灵活多变的需求

b：缺点

如果算法骨架有修改的话，则需要修改抽象类

package com.模版方法设计模式;

public class Demo1_Template {

    public static void main(String[] args) {
        /*long start = System.currentTimeMillis();
        for (int i = 0; i < 100000; i++) {
            System.out.println("x");
        }
        long end = System.currentTimeMillis();
        System.out.println(end - start);*/
        
        Demo d = new Demo();
        System.out.println(d.getTime());
    }

}
abstract class GetTime {
    public final long getTime(){
        long start = System.currentTimeMillis();
        code();
        long end = System.currentTimeMillis();
        return end - start;
    }
    public abstract void code();
}
class Demo extends GetTime {

    @Override
    public void code() {
        int i = 0;
        while(i < 100000){
            System.out.println("x");
            i++;
        }
    }
    
}

JDK5新特性（自己实现枚举类）：

A：概述

是指将变量的值一一列出来，变量的值只限于列举出来的值的范围内。

B：回想单例设计模式：单例类是一个类只有一个实例

那么多例类就是一个类有多个实例，但不是无限个数的实例，而是有限个数的实例。这才能是枚举类

C：Demo

package com.枚举;

public class Demo1_Enum {
    public static void main(String[] args) {
        //demo1();
        //demo2();
        Week3 mon = Week3.MON;
        mon.show();
        
    }

    public static void demo2() {
        Week2 mon = Week2.MON;
        System.out.println(mon.getName());
    }

    public static void demo1() {
        Week mon = Week.MON;
        Week tue = Week.TUE;
        Week wed = Week.WED;
        
        System.out.println(mon);
    }
}

Week.java

package com.枚举;

public class Week {
    public static final Week MON = new Week();
    public static final Week TUE = new Week();
    public static final Week WED = new Week();
    
    private Week(){}                //私有构造，不让其他类创建本类对象
}

Week2.java

package com.枚举;

public class Week2 {
    public static final Week2 MON = new Week2("星期一");
    public static final Week2 TUE = new Week2("星期二");
    public static final Week2 WED = new Week2("星期三");
    
    private String name;
    private Week2(String name) {
        this.name = name;
    }            //私有构造，不让其他类创建本类对象
    public String getName(){
        return name;
    }
}

Week3.java

package com.枚举;

public abstract class Week3 {
    public static final Week3 MON = new Week3("星期一"){

        @Override
        public void show() {
            System.out.println("星期一");
        }
        
    };
    public static final Week3 TUE = new Week3("星期二"){
        public void show() {
            System.out.println("星期二");
        }
    };
    public static final Week3 WED = new Week3("星期三"){
        public void show() {
            System.out.println("星期三");
        }
    };
    
    private String name;
    private Week3(String name) {
        this.name = name;
    }            //私有构造，不让其他类创建本类对象
    public String getName(){
        return name;
    }
    public abstract void show();
}

通过enum实现枚举类：

Week.java

package com.枚举2;

public enum Week {
    MON,TUE,WED;
}

Week2.java

package com.枚举2;

public enum Week2 {
    MON("星期一"),TUE("星期二"),WED("星期三");
    
    private String name;
    private Week2(String name){
        this.name = name;
    }
    public String getName(){
        return name;
    }
    public String toString(){
        return name;
    }
}

Week3.java

package com.枚举2;

public enum Week3 {
    MON("星期一") {
        @Override
        public void show() {
            System.out.println("星期一");
        }
    },TUE("星期二") {
        @Override
        public void show() {
            System.out.println("星期二");
        }
    },WED("星期三") {
        @Override
        public void show() {
            System.out.println("星期三");
        }
    };
    
    private String name;
    private Week3(String name){
        this.name = name;
    }
    public String getName(){
        return name;
    }
    public String toString(){
        return name;
    }
    public abstract void show();
}

Demo1_Enum

package com.枚举2;

public class Demo1_Enum {
    public static void main(String[] args) {
        //demo1();
        //demo2();
        //demo3();
        Week3 mon = Week3.TUE;
        switch (mon) {
        case MON:
            System.out.println("星期一");
            break;
        case TUE:
            System.out.println("星期二");
            break;
        }
    }

    public static void demo3() {
        Week3 mon = Week3.MON;
        mon.show();
    }

    public static void demo2() {
        Week2 mon = Week2.MON;
        System.out.println(mon.getName());
    }

    public static void demo1() {
        Week mon = Week.MON;
        System.out.println(mon);
    }
}

Demo2_Enum

枚举的注意事项：

定义枚举类要用关键字enum

所有枚举类都是Enum的子类

枚举类的第一行上必须是枚举项，最后一个枚举项后的分号是可以省略的，但是如果枚举类有其他的东西，这个分号就不能省略。最好不要省略

枚举类可以有构造器，但必须是private的，它默认的也是private的

枚举类也可以有抽象方法，但是枚举项必须重写该方法

枚举类的常见方法：

package com.枚举2;

public class Demo2_Enum {
    /**
     * int ordinal()
    * int compareTo(E o)
    * String name()
    * String toString()
    * <T> T valueOf(Class<T> type,String name)
    * values() 
    * 此方法虽然在JDK文档中查找不到，但每个枚举类都具有该方法，它遍历枚举类的所有枚举值非常方便
     */
    public static void main(String[] args) {
        Week2 mon = Week2.MON;
        Week2 tue = Week2.TUE;
        Week2 wed = Week2.WED;
        
        /*System.out.println(mon.ordinal());            //枚举项都是有编号的
        System.out.println(tue.ordinal());
        System.out.println(wed.ordinal());
        
        System.out.println(mon.compareTo(tue));        //比较的是编号
        System.out.println(mon.compareTo(wed));*/
        
        System.out.println(mon.name());                //获取实例名称
        System.out.println(mon.toString());         //调用重写之后的toString方法
    }

}

JDK7的六个新特性：

A：二进制字面量

B：数字字面量可以出现下划线

C：switch 语句可以用字符串

D：泛型简化，菱形泛型

E：异常的多个catch合并，每个异常用或|

F：try-with-resources 语句

package com.jdk7;

public class Demo1_JDK7 {
    public static void main(String[] args) {
        System.out.println(0b110);
        System.out.println(100_000);
    }
}

JDK8的新特性：

接口中可以定义有方法体的方法，如果是非静态，必须用default修饰

如果是静态的就不用