反射初学

目录

• 概述
• 获取字节码文件的三种方式：
• Class对象功能：
  • 获取功能：
  • Field：成员变量
  • 示例：
  • Constructor：构造方法
  • 示例：
  • Method：成员方法
  • 示例
• 案例

概述

• 框架：半成品软件。可以在框架的基础上进行软件开发，简化编码。

• 反射：将类的各个组成部分封装为其他对象，这就是反射机制。

  • 好处：
    1. 可以在程序运行过程中，操作这些对象。
    2. 可以解耦，提高程序的可扩展性。

• Java代码在计算机中的三个阶段
  

获取字节码文件的三种方式：

1. static Class<?> forName(String className)：将字节码文件加载进内存，返回Class对象。
   • 多用于配置文件，将类名定义在配置文件中。读取文件，加载类。
2. 类名.class：通过类名的属性 class获取。
   • 多用于参数的传递。
3. 对象.getClass()：getClass()在Object类中定义着。
   • 多用于对象的获取字节码的方式。

• 结论：同一个字节码文件(*.class)在一次程序的运行过程中，只会被加载一次，不论通过哪一种方式获取 Class对象都是同一个。

• 示例：

package com.my.reflect;
import com.my.domain.Person;
public class ReflectDemo1 {
    /*
        获取Class对象的三种方式：
            1.Class.forName("全类名"); --> 源代码阶段
            2.类名.class;     --> Class 类对象阶段
            3.对象.getClass(); --> Runtime 运行阶段
     */
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        // 1.Class.forName("全类名");
        Class cls1 = Class.forName("com.my.domain.Person");
        System.out.println(cls1);
        // 2.类名.class
        Class cls2 = Person.class;
        System.out.println(cls2);
        // 3.对象名.getClass()
        Person person = new Person();
        Class cls3 = person.getClass();
        System.out.println(cls3);

        System.out.println(cls1 == cls2); // true
        System.out.println(cls1 == cls3); // true
        System.out.println(cls2 == cls3); // true
    }
}

Class对象功能：

获取功能：

1. 获取成员变量们

   • Field[] getFields()：获取所有 public修饰的成员变量。

   • Field getField(String name) ：获取指定名称 public修饰的成员变量。

   • Field[] getDeclaredFields() ：获取所有的成员变量，不考虑修饰符。

   • Field getDeclaredField(String name) 获取指定名称成员变量，不考虑修饰符。

Field：成员变量

• 操作：
  1. 设置值
     • void set(Object obj, Object value)
  2. 获取值
     • Object get(Object obj)
  3. 【忽略】访问权限修饰符的安全检测
     • setAccessible(true)：暴力反射

示例：

package com.my.reflect;
import com.my.domain.Person;
import java.lang.reflect.Field;
import java.util.Arrays;
import java.util.stream.Stream;
public class ReflectDemo2 {
    public static void main(String[] args) throws Exception{
        /*
            获取public修饰的成员变量
         */
        // 0. 获取一个类的Class对象
        Class personClass = Person.class;
        // 1. Field[] getFields()：获取所有 public修饰的成员变量
        Field[] fields = personClass.getFields();
        // 使用Stream流
        Stream<Field> stream = Arrays.stream(fields);
        // 方法引用
        stream.forEach(System.out::println);
        // 2.Field getField(String name)：获取 public修饰的指定的成员变量
        Field a = personClass.getField("a");
        Person one = new Person();
        // 获取成员变量的值
        Object o = a.get(one);

        System.out.println(o);
        System.out.println("=================");
        // 设置成员变量的值
        a.set(one, "独孤");
        System.out.println(one);
        /*
            获取所有的成员变量
         */
        System.out.println("==================");
        // Field[] getdeclaredFields()：获取所有的成员变量
        Field[] declaredFields = personClass.getDeclaredFields();
        Stream<Field> stream2 = Arrays.stream(declaredFields);
        stream2.forEach(field -> System.out.println(field));
        // Field getdeclaredField(String name)
        Field d = personClass.getDeclaredField("d");
/*
        // 直接访问非 public 变量的值
        System.out.println(d.get(one)); // IllegalAccessException
*/
        // 【忽略】访问权限修饰符的安全检测
        d.setAccessible(true); // 暴力反射
        // 访问非 public 变量的值
        System.out.println(d.get(one)); // IllegalAccessException
    }
}

2. 获取构造方法们

   • Constructor<?>[] getConstructors()
   • Constructor<T> getConstructor(Class<?>... parameterTypes)
   • Constructor<?>[] getDeclaredConstructors()
   • Constructor<T> getDeclaredConstructor(Class<?>... parameterTypes)

Constructor：构造方法

• 创建对象：
  • T newInstance(Object... initargs) ：创建对应的对象
  • 如果使用空参数构造方法创建对象，操作可以简化：Class对象的newInstance()方法
• 获取非 public 修饰的构造器时：
  • 【忽略】访问权限修饰符的安全检测
    • setAccessible(true)：暴力反射

示例：

package com.my.reflect;
import com.my.domain.Person;
import java.lang.reflect.Constructor;
public class ReflectDemo3 {
    public static void main(String[] args) throws Exception{
        // 获取对应类的Class对象
        Class<Person> pClass = Person.class;
        /*
            构造方法的获取
         */
        // 获取Person类中 String, int 的构造方法
        Constructor<Person> constructor = pClass.getConstructor(String.class, int.class);
        System.out.println(constructor);
        // 通过获取的Constructor对象创建Person对象
        Person person = constructor.newInstance("张三", 20);
        System.out.println(person);
        // 获取空参构造方法
        Constructor<Person> nullCon = pClass.getConstructor();
        Person person2 = nullCon.newInstance();
        System.out.println(person2);
        // 获取空参构造方法,直接使用Class类中的 newInstance()方法
        // Person person3 = pClass.newInstance(); // 此方法已过时
        Person person3 = pClass.getDeclaredConstructor().newInstance();
        System.out.println(person3);
    }
}

3. 获取成员方法们

   • Method[] getMethods()
   • Method getMethod(String name, Class<?>... parameterTypes)
   • Method[] getDeclaredMethods()
   • Method getDeclaredMethod(String name, Class<?>... parameterTypes)

Method：成员方法

• 执行方法：
  • Object invoke(Object obj, Object... args) ;
• 获取方法名称：
  • String getName();

示例

package com.my.reflect;

import com.my.domain.Person;
import java.lang.reflect.Method;

public class ReflectDemo4 {
    public static void main(String[] args) throws Exception{
        // 获取对应类的Class对象
        Class<Person> pClass = Person.class;
        /*
            获取成员方法
         */
        // 获取空参方法
        Method eat_method1 = pClass.getMethod("eat");
        Person p = new Person();
        eat_method1.invoke(p);
        // 获取有参方法
        Method eat_method2 = pClass.getMethod("eat", String.class);
        eat_method2.invoke(p, "饭");
        System.out.println("==============");
        // 获取所有public修饰的方法
        Method[] methods = pClass.getMethods();
        for (Method method : methods) {
            // 不仅仅有Person类中的方法，还有 Object类中的方法
            System.out.println(method);
            System.out.println(method.getName());
        }
        // 获取类名
        String className = pClass.getName();
        System.out.println(className); // com.my.domain.Person
    }
}

4. 获取类名
   • String getName()

案例

• pro.properties配置文件

className=com.my.domain.Student
methodName=sleep

• 代码：

package com.my.reflect;
import java.io.IOException;
import java.io.InputStream;
import java.lang.reflect.Method;
import java.util.Properties;
/*
    需求：写一个“框架”，在不改变该类的任何代码的前提下
         可以帮助我们创建任意类的对象，并且执行其中任意方法
    实现方式：
        1.配置文件
        2.反射
     实现步骤：
        1.将需要创建的对象的全类名和需要执行的方法定义在配置文件中。
        2.在程序中加载读取配置文件。
        3.使用反射技术来加载类文件进内存
        4.创建对象
        5.获取方法对象
        6.执行方法
 */
public class ReflectPractise {
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        // 1. 加载配置文件
        // 1.1 创建Properties对象
        Properties pro = new Properties();
        // 1.2 加载配置文件，转换为一个集合
        // 1.2.1 获取Class目录下的配置文件的方式:通过类加载器
        ClassLoader classLoader = ReflectPractise.class.getClassLoader();
        /*
        java.lang.Class<T>:
            ClassLoader getClassLoader​():返回类的类加载器。
            URL getResource​(String name):返回资源的路径
            InputStream getResourceAsStream​(String name):返回资源的Stream流
         */
        InputStream is = classLoader.getResourceAsStream("pro.properties");
        // load加载进内存
        pro.load(is);
        // 2.获取配置文件中定义的数据
        String className = pro.getProperty("className");
        String methodName = pro.getProperty("methodName");
        // 3.加载该类进内存
        Class cls = Class.forName(className);
        // 4.创建对象
        Object obj = cls.getConstructor().newInstance();
        // 5.获取方法对象
        Method method = cls.getMethod(methodName);
        // 6.执行方法
        method.invoke(obj);
    }
}