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  • 反射机制

    1 反射的概述

    1.1 什么是反射

    每个.class文件被加载到内存后都是一个Class类的对象!例如Demo.class加载到内存后它是Class<Demo>类型的一个对象。

     

    反射就是通过Class对象获取类型相关的信息。一个Class对象就表示一个.class文件,可以通过Class对象获取这个类的构造器、方法,以及成员变量等。

    反射是Java的高级特性,在框架中大量被使用!我们必须要了解反射,不然无法学好JavaWeb相关的知识!

    1.2 反射相关类

    与反射相关的类:

    l  Class:表示类;

    l  Field:表示成员变量;

    l  Method:表示方法;

    l  Constructor:表示构造器。

     

    2 Class类

    2.1 获取Class类

    获取Class类的三种基本方式:

    l  通过类名称.class,对基本类型也支持;

    • Class c = int.class;
    • Class c = int[].class;
    • Class c = String.class

    l  通过对象.getClass()方法

    • Class c = obj.getClass();

    l  Class.forName()通过类名称加载类,这种方法只要有类名称就可以得到Class;

    • Class c = Class.forName(“cn.itcast.Demo”);

    2.2 Class类的常用方法

    l  String getName():获取类名称,包含包名;

    l  String getSimpleName():获取类名称,不包含包名;

    l  Class getSupperClass():获取父类的Class,例如:new Integer(100).getClass().getSupperClass()返回的是Class<Number>!但new Object().getSupperClass()返回的是null,因为Object没有父类;

    l  T newInstance():使用本类无参构造器来创建本类对象;

    l  boolean isArray():是否为数组类型;

    l  boolean isAnnotation():是否为注解类型;

    l  boolean isAnnotationPresent(Class annotationClass):当前类是否被annotationClass注解了;

    l  boolean isEnum():是否为枚举类型;

    l  boolean isInterface():是否为接口类型;

    l  boolean isPrimitive():是否为基本类型;

    l  boolean isSynthetic():是否为引用类型;

    2.3 通过反射创建对象

    public class Demo1 {
    
        @Test
    
        public void fun1() throws Exception {
    
           String className = "cn.itcast.User";
    
           Class clazz = Class.forName(className);
    
           User user = (User)clazz.newInstance();
    
           System.out.println(user);
    
        }
    
    }
    
     
    
    class User {
    
        private String username;
    
        private String password;
    
     
    
        public String getUsername() {
    
           return username;
    
        }
    
     
    
        public void setUsername(String username) {
    
           this.username = username;
    
        }
    
     
    
        public String getPassword() {
    
           return password;
    
        }
    
     
    
        public void setPassword(String password) {
    
           this.password = password;
    
        }
    
     
    
        @Override
    
        public String toString() {
    
           return "User [username=" + username + ", password=" + password + "]";
    
        }
    
    }
    User [username=null, password=null]
    3 Constructor

    Constructor表示一个类的构造器。即构造器的反射对象!

    3.1 获取Constructor对象

      获取Construcator对象需要使用Class对象,下面API来自Class类:

    l  Constructor getConstructor(Class… parameterTypes):通过指定的参数类型获取公有构造器反射对象;

    l  Constructor[] getConstructors():获取所有公有构造器对象;

    l  Constructor getDeclaredConstructor(Class… parameterTypes):通过指定参数类型获取构造器反射对象。可以是私有构造器对象;

    l  Constructor[] getDeclaredConstructors():获取所有构造器对象。包含私有构造器;

    3.2 Construcator类常用方法

    l  String getName():获取构造器名;

    l  Class getDeclaringClass():获取构造器所属的类型;

    l  Class[] getParameterTypes():获取构造器的所有参数的类型;

    l  Class[] getExceptionTypes():获取构造器上声明的所有异常类型;

    l  T newInstance(Object… initargs):通过构造器反射对象调用构造器。

    3.3 练习:通过Construcator创建对象

    User.java



    public class User { 
        private String username;
    
        private String password;
    
     
    
        public User() {
    
        }
    
     
    
        public User(String username, String password) {
    
           this.username = username;
    
           this.password = password;
    
        }
    
     
    
        public String getUsername() {
    
           return username;
    
        }
    
     
    
        public void setUsername(String username) {
    
           this.username = username;
    
        }
    
     
    
        public String getPassword() {
    
           return password;
    
        }
    
     
    
        public void setPassword(String password) {
    
           this.password = password;
    
        }
    
     
    
        @Override
    
        public String toString() {
    
           return "User [username=" + username + ", password=" + password + "]";
    
        }
    
    }

    Demo1.java

    public class Demo1 { 
        @Test
    
        public void fun1() throws Exception {
    
           String className = "cn.itcast.User";
    
           Class clazz = Class.forName(className);
    
           Constructor c = clazz.getConstructor(String.class, String.class);
    
           User user = (User)c.newInstance("zhangSan", "123");
    
           System.out.println(user);
    
        }
    
    }
    4 Method(类的组成部分)

    Class à 类的反射对象

    Constructor à 构造器的反射对象

    Method表示方法的反射对象

    Field à 成员的反射对象

    4.1 获取Method

    获取Method需要通过Class对象,下面是Class类的API:

    l  Method getMethod(String name, Class… parameterTypes):通过方法名和方法参数类型获取方法反射对象,包含父类中声明的公有方法,但不包含所有私有方法;

    l  Method[] getMethods():获取所有公有方法,包含父类中的公有方法,但不包含任何私有方法;

    l  Method getDeclaredMethod(String name, Class… parameterTypes):通过方法名和方法参数类型获取本类中声明的方法的反射对象,包含本类中的私有方法,但不包含父类中的任何方法;

    l  Method[] getDeclaredMethods():获取本类中所有方法,包含本类中的私有方法,但不包含父类中的任何方法。

    4.2 Method常用方法

    l  String getName():获取方法名;

    l  Class getDeclaringClass():获取方法所属的类型;

    l  Class[] getParameterTypes():获取方法的所有参数的类型;

    l  Class[] getExceptionTypes():获取方法上声明的所有异常类型;

    l  Class getReturnType():获取方法的返回值类型;

    l  Object invode(Object obj, Object… args):通过方法反射对象调用方法,如果当前方法是实例方法,那么当前对象就是obj,如果当前方法是static方法,那么可以给obj传递null。args表示是方法的参数;

    4.3 练习:通过Method调用方法

      


     

    public class Demo1 {
        @Test
    
        public void fun1() throws Exception {
    
           String className = "cn.itcast.User";
    
           Class clazz = Class.forName(className);
    
           Constructor c = clazz.getConstructor(String.class, String.class);
    
           User user = (User)c.newInstance("zhangSan", "123");
    
          
    
           Method method = clazz.getMethod("toString");
    
           String result = (String)method.invoke(user);
    
           System.out.println(result);
    
        }
    
    }
    5 Field

      Field表示类的成员变量,可以是实例变量,也可以是静态变量。

    5.1 获取Field对象

    获取Field对象需要使用Class对象,下面是Class类的API:

    l  Field getField(String name):通过名字获取公有成员变量的反射对象,包含父类中声明的公有成员变量;

    l  Field[] getFields():获取所有公有成员变量反射对象,包含父类中声明的公有成员变量;

    l  Field getDeclaredField(String name):通过名字获取本类中某个成员变量,包含本类的private成员变量,但父类中声明的任何成员变量都不包含;

    l  Field[] getDeclaredFields():获取本类中声明的所有成员变量,包含private成员变量,但不包含父类中声明的任何成员变量;

    5.2 Field类的常用方法

    l  String getName():获取成员变量名;

    l  Class getDeclaringClass():获取成员变量的类型;

    l  Class getType():获取当前成员变量的类型;

    l  Object get(Object obj):获取obj对象的成员变量的值;

    l  void set(Object obj, Object value):设置obj对象的成员变量值为value;

    5.3 练习:通过Field读写成员

    User.java

    public class User {
    
        public String username;
    
        public String password;
    
     
    
        public User() {
    
        }
    
     
    
        public User(String username, String password) {
    
           this.username = username;
    
           this.password = password;
    
        }
    
     
    
        public String getUsername() {
    
            return username;
    
        }
    
     
    
        public void setUsername(String username) {
    
           this.username = username;
    
        }
    
     
    
        public String getPassword() {
    
           return password;
    
        }
    
     
    
        public void setPassword(String password) {
    
           this.password = password;
    
        }
    
     
    
        @Override
    
        public String toString() {
    
           return "User [username=" + username + ", password=" + password + "]";
    
        }
    
    }

      

    Demo1.java

    public class Demo1 {
    
        @Test
    
        public void fun1() throws Exception {
    
           String className = "cn.itcast.User";
    
           Class clazz = Class.forName(className);
    
           User user = new User("zhangSan", "123");
    
          
    
           Field field1 = clazz.getField("username");
    
           Field field2 = clazz.getField("password");
    
          
    
           String username = (String)field1.get(user); 
    
           String password = (String)field2.get(user);
    
          
    
           System.out.println(username + ", " + password);
    
          
    
           field1.set(user, "liSi");
    
           field2.set(user, "456");
    
          
    
           System.out.println(user);
    
        }
    
    }

    6  AccessibleObject 

    AccessibleObject类是Constructor、Method、Field三个类的父类。AccessibleObject最为重要的方法如下:

    l  boolean isAccessible():判断当前成员是否可访问;

    l  void setAccessible(boolean flag):设置当前成员是否可访问。

    当Constructor、Method、Field为私有时,如果我们想反射操作,那么就必须先调用反射对象的setAccessible(true)方法,然后才能操作。

    User.java

    public class User {
    
        private String username;
    
        private String password;
    
     
    
        public User() {
    
        }
    
     
    
        public User(String username, String password) {
    
           this.username = username;
    
           this.password = password;
    
        }
    
     
    
        public String getUsername() {
    
           return username;
    
        }
    
     
    
        public void setUsername(String username) {
    
           this.username = username;
    
        }
    
     
    
        public String getPassword() {
    
           return password;
    
        }
    
     
    
        public void setPassword(String password) {
    
           this.password = password;
    
        }
    
     
    
        @Override
    
        public String toString() {
    
           return "User [username=" + username + ", password=" + password + "]";
    
        }
    
    }

    注意,User类的username和password成员变量为private的,这时再通过Field来反射操作这两个成员变量就必须先通过setAccessible(true)设置后才行。 

    public class Demo1 {
    
        @Test
    
        public void fun1() throws Exception {
    
           String className = "cn.itcast.User";
    
           Class clazz = Class.forName(className);
    
           User user = new User("zhangSan", "123");
    
          
    
           Field field1 = clazz.getDeclaredField("username");
    
           Field field2 = clazz.getDeclaredField("password");
    
       
    
           field1.setAccessible(true);
    
           field2.setAccessible(true);   
    
           String username = (String)field1.get(user);
    
           String password = (String)field2.get(user);
    
          
    
            System.out.println(username + ", " + password);
    
          
    
           field1.set(user, "liSi");
    
           field2.set(user, "456");
    
          
    
           System.out.println(user);
    
        }
    
    }

    与反射相关的类们,它们都不能new!!!

    l  类名.class

    l  对象.getClass()

    l  Class.forName(“字符串:类名”)

     它是Class的一个组成部门,所以需要先得到Class,再通过Class的方法得到Constructor

     通过参数类型来获取构造器,即获取两个String类型参数的构造器反射对象。

    通过构造器反射对象来调用构造器,并传递参数给构造器

    获取名为toString,没有参数的方法

    反射调用这个方法,给this赋值为user,没有传递参数,因为这个方法没有参数。

    打印返回值。

    获取名为username的成员变量

    获取名为password的成员变量

    获取user对象的username成员变量值,因为field1表示的就是username成员变量

    获取user对象的password成员变量值,因为field2表示的就是password成员变量

    设置user对象的username成员变量值为liSi

    设置user对象的password成员变量值为456

    当设置该参数为true时,那么private的成员、方法、构造器就都可以操作了。

    因为username和password都是私有的成员变量,所以需要使用getDeclaredField()才能获取到。

    设置成员变量是可以访问的,对于私有变量、方法、构造器都必须先调用这个方法后才能操作,不然会抛出异常。

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