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  • Java反射机制

    关于反射的理解:

    Reflection(反射)是被视为 动态语言的关键,反射机制允许程序在执行期借助Reflection API取得任何类的内部信息,并能直接操作任意对象的内部属性及方法。
    框架 = 反射 + 注解 + 设计模式 。

    反射机制提供的功能:

    1.在运行时判断任意一个对象所属的类。
    2.在运行时构造任意一个类的对象。
    3.在运行时判断任意一个类所具有的成员变量和方法。
    4.在运行时获取泛型信息。
    5.在运行时调用任意一个对象的成员变量和方法。
    6.在运行时处理注解。
    7.生成动态代理。

    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,会缓存一定的时间。在此时间之内,我们可以通过不同的方式
    来获取此运行时类。

    Class实例可以是哪些结构的说明

    (1)class: 外部类,成员(成员内部类,静态内部类),局部内部类,匿名内部类
    (2)interface:接口
    (3)[]:数组
    (4)enum:枚举
    (5)annotation:注解@interface
    (6)primitive type:基本数据类型
    (7)void

    获取Class实例的几种方式

     @Test
    public void test3() throws ClassNotFoundException {
        //方式一:调用运行时类的属性:.class
        Class clazz1 = Person.class;
         System.out.println(clazz1);
    
        //方式二:通过运行时类的对象
        Person p = new Person();
        Class clazz2 = p.getClass();
        System.out.println(clazz2);
    
        //方式三:调用Class的静态方法:forName(String classPath),使用的最多
        Class  clazz3 = Class.forName("Demo.Person");
        System.out.println(clazz3);
    
        //判断clazz1、clazz2、clazz3是不是指向的是同一个对象,是不是同一个地址值。
        //获取的是内存中的同一个运行时类
        System.out.println(clazz1 == clazz2);
        System.out.println(clazz1 == clazz3);
    
        //方式四:使用类的加载器:Classloader
        ClassLoader classLoader = ReflectionTest.class.getClassLoader();
        Class clazz4 = classLoader.loadClass("Demo.Person");
        System.out.println(clazz4);
        System.out.println(clazz1 == clazz4);
    
    }  
    

    类的加载器的使用

    类加载的作用:将class文件字节码内容加载到内存中,并将这些静态数据转换成方法区的运行时数据结构,然后在堆中生成一个代表这个类的java.lang.Class对象,作为方法区中类数据的访问入口。
    类缓存作用:标准的JavaSE类加载器可以按要求查找类,但一旦某个类被加载到类加载器中,它将维持加载(缓存)一段时间。不过JVM垃圾回收机制可以回收这些Class对象。

    使用Classloader加载src目录下的配置文件

      @Test
    public void test2() throws IOException {
        Properties pros = new Properties();
        //此时的文件默认在当前的module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:
        //此时的配置文件默认识别为idea当前module下的src下
        ClassLoader classLoader = ClassLoadTest.class.getClassLoader();
        InputStream is = classLoader.getResourceAsStream("jdbc11.properties");
        pros.load(is);
    
    
        String user = pros.getProperty("user");
        String password = pros.getProperty("password");
        System.out.println("user = " + user +", password = " + password);
    }   
    

    创建运行时类的对象

    创建类的对象:调用Class对象的newInstance()
    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的构造器。
      2.空参的构造器的访问权限需要满足条件,通常情况下设置为public。

    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时,默认使用super()时,保证父类有此构造器。

    获取运行时类的完整结构:

    通过反射,可以获取对应的运行时类中所有的属性、方法、构造器、父类、接口、父类的泛型、包、注解、异常等。

    获取属性:

     @Test
    public void test1(){
    
        Class clazz = Person.class;
    
        //获取属性结构
        //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);
        }
    
        //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);
        }
    
    }  
    

    获取方法:

     @Test
    public void test1(){
        Class clazz = Person.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 m : methods){
            System.out.println(m);
        }
        System.out.println("**************");
        //getDeclaredMethods():获取当前运行时类中声明的所有方法。(不包含父类中声明的方法)
        Method[] declaredMethods = clazz.getDeclaredMethods();
        for (Method m : declaredMethods){
            System.out.println(m);
        }
    }
    

    其他相关的

     /*
     获取构造器结构
     */
    @Test
    public void test1(){
    
        Class clazz = Person.class;
        //getConstructors():获取当前运行时类的声明为public的构造器
        Constructor[] constructors = clazz.getConstructors();
        for (Constructor c : constructors){
            System.out.println(c);
        }
    
        System.out.println();
        //getDeclaredConstructors():获取当前运行时类中声明的所有的构造器
        Constructor[] declaredConstructors = clazz.getDeclaredConstructors();
        for (Constructor c : declaredConstructors){
            System.out.println(c);
        }
    }
    
    /*
     获取当前运行时类的父类
     */
    @Test
    public void test2(){
    Class clazz = Person.class;
        Class superclass = clazz.getSuperclass();
        System.out.println(superclass);
    
    }
    
    /*
     获取当前运行时类的带泛型的父类
     */
    @Test
    public void test3(){
        Class clazz = Person.class;
        Type genericSuperclass = clazz.getGenericSuperclass();
        System.out.println(genericSuperclass);
    
    }
    
     /*
     获取当前运行时类的带泛型的父类的泛型(可能用到)
     */
    @Test
    public void test4(){
        Class clazz = Person.class;
        Type genericSuperclass = clazz.getGenericSuperclass();
        ParameterizedType paramType = (ParameterizedType) genericSuperclass;
        //获取泛型类型
        Type[] actualTypeArguments = paramType.getActualTypeArguments();
    
       // System.out.println(actualTypeArguments[0].getTypeName());
        System.out.println(((Class)actualTypeArguments[0]).getName());
    
    }
    
    /*
    获取运行时类实现的接口(动态代理中可能用到)
     */
    @Test
    public void test5(){
        Class clazz = Person.class;
        Class[] interfaces = clazz.getInterfaces();
        for (Class c : interfaces){
            System.out.println(c);
        }
        System.out.println();
    
        //获取运行时类的父类实现的接口
        Class[] interfaces1 = clazz.getSuperclass().getInterfaces();
        for (Class c : interfaces1){
            System.out.println(c);
        }
    }
    
    /*
    获取当前运行时类所在的包
     */
    @Test
    public void test6(){
        Class clazz = Person.class;
        Package pack = clazz.getPackage();
        System.out.println(pack);
     
    }
    
    /*
     获取运行时类声明的注解
     */
    @Test
    public void test7(){
        Class clazz = Person.class;
        Annotation[] annotations = clazz.getAnnotations();
        for (Annotation a : annotations){
            System.out.println(a);
        }
    
    }
    

    调用运行时类的指定结构

    调用指定的属性:

     @Test
    public void test2() throws Exception {
        Class clazz = Person.class;
    
        //创建运行时类的对象
        Person p = (Person) clazz.newInstance();
    
        //1.getDeclaredField():获取运行时类中指定变量名的属性
        Field name = clazz.getDeclaredField("name");
    
        //2.保证当前属性是可访问的
        name.setAccessible(true);
        //3.根据实际需求获取、设置指定对象的此属性值
        name.set(p,"haha");
    
        System.out.println(name.get(p));
    
    }
    

    调用指定的方法:

    @Test
    public void test3() throws Exception {
    
        Class clazz = Person.class;
    
        //创建运行时类的对象
        Person p = (Person) clazz.newInstance();
    
        /*
        1.获取指定的某个方法
        getDeclaredMethod():参数1:指明获取的方法的名称  参数2:指明获取的方法的形参列表
         */
    
        Method show = clazz.getDeclaredMethod("show", String.class);
    
        //2.保证当前方法是可访问的
        show.setAccessible(true);
        /*
        3.调用方法的invoke():参数1:方法的调用者 参数2:给方法形参赋值的实参
           invoke()的返回值即为对应类中调用的方法的返回值
         */
        Object rerurnValue = show.invoke(p,"china");
        System.out.println(rerurnValue);
    
        System.out.println("******************如何调用静态方法***********************");
    
        Method showDesc = clazz.getDeclaredMethod("showDesc");
        showDesc.setAccessible(true);
    
        //如果调用的运行时类中的方法没有返回值,则此invoke()返回值为null
        Object returnVal = showDesc.invoke(Person.class);
        System.out.println(returnVal);
    
    }
    

    调用指定的构造器:

    @Test
    public void test4() throws Exception {
        Class clazz = Person.class;
    
      /*
      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
        Person instance = (Person) constructor.newInstance("heihei");
        System.out.println(instance);
    
    }
    

    动态代理:

    1.代理模式的原理:

    使用一个代理(代理对象)将对象(被代理对象)包装起来, 然后用该代理对象取代原始对象(被代理对象)。任何对原始对象的调用都要通过代理。代理对象决定是否以及何时将方法调用转到原始对象上。

    2.静态代理

    interface ClothFactory{
        void produceCloth();
    }
    
    //代理类
    class  ProxyClothFactory implements ClothFactory{
    
        private  ClothFactory factory;//用被代理类对象进行实例化
    
        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工作");
        }
    }
    
    //被代理类
    class NikeClothFactory implements ClothFactory{
    
        @Override
        public void produceCloth() {
            System.out.println("Nike工厂生产一批商品");
        }
    }
    
    //进行测试
    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 proxyClothFactory = new ProxyClothFactory(nike);
    
            proxyClothFactory.produceCloth();
    
        }
    }
    

    3动态代理的特点:

    动态代理是指客户通过代理类来调用其它对象的方法,并且是在程序运行时根据需要动态创建目标类的代理对象。
    动态代理使用场合:
      调试
      远程方法调用
    动态代理相比于静态代理的优点:
    抽象角色中(接口)声明的所有方法都被转移到调用处理器一个集中的方法中 处理,这样,我们可以更加灵活和统一的处理众多的方法。
    代码举例如下:

    interface  Human{
        String getBelief();
        void eat(String food);
    }
    
    //被代理类
    class  SuperMan implements Human{
    
        @Override
        public String getBelief() {
            return "I believe I can fly";
        }
    
        @Override
        public void eat(String food) {
            System.out.println("我喜欢吃 " + food);
        }
    }
    
    class HumanUtil{
        public void method1(){
            System.out.println("*******方法一*******");
        }
        public void method2(){
            System.out.println("******方法二********");
        }
    }
    
    class ProxyFactory{
    
        //调用此方法,返回一个被代理类的对象。
        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的功能就声明在invoke()中
    @Override
    public Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args) throws Throwable {
    
            HumanUtil util = new HumanUtil();
            util.method1();
    
            //method:即为代理类对象调用的方法,此方法也就作为了被代理类对象要调用的方法
            //obj:被代理类的对象
            Object returnValue = method.invoke(obj, args);
    
            util.method2();
    
            //上述方法(代理类对象或被代理类对象调用的方法)的返回值就作为当前类中的invoke()的返回值
            return  returnValue;
        }
    }
    
    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);
            //当通过代理类对象调用方法时,会自动的调用被代理类中同名的方法
            String belief = proxyInstance.getBelief();
            System.out.println(belief);
            proxyInstance.eat("汉堡包");
    
            System.out.println("********************");
    
    
            NikeClothFactory nikeClothFactory = new NikeClothFactory();
    
            ClothFactory proxyClothFatory = (ClothFactory) ProxyFactory.getProxyInstance(nikeClothFactory);
    
            proxyClothFatory.produceCloth();
    
        }
    
    }
    

    Java的反射机制主要体现在其动态性上

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