JAVA技术（一）——字节码&反射

    Reflection - 反射是J2SE1.1就已经提出了，但当时仅支持Introspection自省。在1.2之后开始逐渐成熟，spirng、hibernate等成熟框架都大量使用java反射技术实现。

在面向对象设计思想中，使用类这一概念表述一类具有相同属性的对象；而这些属性值具体是什么，由该类的每个实例化对象来确定，每个对象可以有不同的属性值。反之，这些是否属于同一类事务，java使用Class来描述类的访问属性、包名、字段名。学习反射，首先就要了解这个首字母大写的-Class

一、Class—字节码

在源程序中，实例化某个类时，先将类编译成.class形成二进制代码，然后把二进制代码加载到java内存中，用于创建对象。这个二进制代码就是Class类的字节码（Byte-code）。当使用到多个类时，内存中就会加载多个不同的字节码，占用内存空间。字节码跟类是对应的，不同字节码在jvm中的内容以类的类型区分。

有了对象实例，通过obj.getClass()方法也可以获得这个对象在内存中的字节码，得到字节码方可得到这个对象所对应的类。反之，知道了这个类也可以获得实例对象。 

二、一个New并不能解决问题

那么问题来了，有些人可能会说，干嘛那么麻烦都个大圈，我直接new 一个类，不就可以轻松创建这个实例吗？

这就涉及到java对象创建的两个编译方式：静态编译和动态编译

静态编译：在编译时确定对象，绑定对象即可通过编译。
     动态编译：运行时确定类型，绑定对象。

静态编译使用new关键字就可以获取创建对象属性方法，但在动态编译时就行不通了。反射正是实现了动态创建对象和编译。通过反射，传入类名，形成字节码，加载到jvm中创建实例，然后获取实例信息，最大限度发挥了java的灵活性，体现了多态的应用，有以降低类之间的藕合性。

简言之，在程序还不知道要调用哪些类，创建哪些实例时，代码是无法将某个具体的类以new的方式实例化的。正如你还没结婚，没办法先给自己未来的小孩买各种女式婴儿用品，万一他是个男孩儿呢？使用反射的目的即在于：传入一个无论是什么类，通过反射都可一获取到这个类对应对象的属性、方法等信息。

联想一下Spring 等框架，框架设计者并不知道我们会创建哪些类，那为什么把bean网配置文件里一放，class属性一写，它就可以直接使用这个类的可用属性和公共方法了呢。这就是典型的反射应用。 

三、反射具体怎么用？

   通过反射，只要知道类名，就可以获取该类方法、属性、构造方法等信息，然后通过java API对这些方法进行操作，对属性赋值等。下面介绍几种常用的利用反射机制实现获取类信息类型；

1. 构造方法（Constructor）

   1)、获取类的构造方法 Class.forName(“java.lang.String”).getConstructors();//得到String类的所有构造方法

2.                                    Class.forName(“java.lang.String”).getConstructor(“StringBuffer.class”);//得到某一个类的构造方法

   2)、使用构造方法创建对象实例：

   通常:String str=new String(new StringBuffer(“aaa”))

   反射:Constructor c=Class.forName("java.lang.String").getDeclaredConstructor(StringBuffer.class);//获取StringBuffer类的方法构造器
          String s=(String)c.newInstance(new StringBuffer("adf"));//创建名为adf的StringBuffer对象实例，强转成String类型输出
          System.out.println(s.toString()); //adf

3. 获取变量（Field）

   例如创建一个坐标类Point，有xy两个成员变量。

   1)、使用反射获取类的成员变量
         System.out.println(Class.forName("java.lang.reflect.Array").getDeclaredFields()); //获取所有声明过的成员变量
         System.out.println(Class.forName("java.lang.reflect.Array").getFields());//无法获取private 私有成员变量
    2)、通过set、get方法对该对象属性进行数据操作
         Field day=Class.forName("it.webservice.mobile.WeekDay").getField("day");//noSuchFieldEcxeption
         day.setAccessible(true);
         System.out.println(day.get(day));

   使用反射获取变量在框架中使用频繁，以Spring为例，在Spring配置文件中写入类的包名.类名，添加property属性，程序启动时自动扫描配置文件，把类实例化，同时反射获取property属性信息就知道这个类中声明了多少个字段，再通过javaBean自省get/set的方式为对象取值赋值。使用非常广泛。

4. 获取方法（Method）

    1)、获取方法  
     Class.forName("java.lang.reflect.Array").getMethods();//返回一个method[]数组  
    2)、可以使用invoke方法调用该方法
     Method[] methods=Class.forName("java.lang.reflect.Array").getMethods();
    3)、某个类main方法的获取与调用
     System.out.println(Class.forName("it.webservice.mobile.WeekDay").getMethod("main", String[].class));//方法名，方法传入参数类型
     Class.forName("it.webservice.mobile.WeekDay").getMethod("main", String[].class).invoke(null, (Object)new String[]{"jdkaj"});

      注意在获取类的main方法时，main方法的参数类型为String集合，在调用main方法时，注意第一个参数为null表示main的静态方法属性；第二个参数传入一个string数组，并强转成一个Object对象类型。因为如果传入普通数组，使用反射会把数组打散成若干个参数，所以转成一个Object对象传入invoke使得main传入正确参数。对于数组的反射应用会在下一篇博文中谈到。

四、反射在框架中的具体应用

在具体框架中一般都会结合配置文件的使用，把可变的传入类类型以配置文件配置的形式进行配置。简单的代码实现流程如下：

	public static void main(String[] args) throws IOException, InstantiationException, IllegalAccessException, ClassNotFoundException {
		InputStream input=new FileInputStream("config.properties");//加载config配置文件
		Properties prop=new Properties();
		prop.load(input);
		input.close();
		String className=prop.getProperty("className");//获取配置文件中className值：java.util.ArrayList
		Collection cl=(Collection)Class.forName(className).newInstance();//实例化ArrayList
		
		System.out.println(cl.toString());
	}

     通过查看Spring mvc 框架的部分源码，很容易发现这种加载配置文件-利用反射将类实例化的影子。例如在Spring MVC核心过滤器 dispatcher中，通过三级继承，父类实现ApplicationContextAware接口，而这个接口仅提供了一个方法

public interface ApplicationContextAware extends Aware {

	/**
	 * Set the ApplicationContext that this object runs in.
	 * Normally this call will be used to initialize the object.
	 * 
Invoked after population of normal bean properties but before an init callback such
	 * as {@link org.springframework.beans.factory.InitializingBean#afterPropertiesSet()}
	 * or a custom init-method. Invoked after {@link ResourceLoaderAware#setResourceLoader},
	 * {@link ApplicationEventPublisherAware#setApplicationEventPublisher} and
	 * {@link MessageSourceAware}, if applicable.
	 * @param applicationContext the ApplicationContext object to be used by this object
	 * @throws ApplicationContextException in case of context initialization errors
	 * @throws BeansException if thrown by application context methods
	 * @see org.springframework.beans.factory.BeanInitializationException
	 */
	void setApplicationContext(ApplicationContext applicationContext) throws BeansException;

}

       从这个方法漫长的注释不难看出，这个接口主要用于提供配置文件初始化时，调用初始化对象时使用的，也就是说，传入applicationContext参数，底层肯定跟上面代码的逻辑八九不离十，加载配置，同时利用反射初始化配置中的normal Bean 和properties。

       一通百通，搞懂这些原理，可能确实在平时的编程中会相对比较少用到反射、委托等，但做平台、做框架的毋庸置疑，百分之百会使用到这些技术提高灵活扩展性。因为目前大多都是在用框架，毕竟金字塔顶端的也只是那么少部分。但如果遇到系统瓶颈了，考虑使用这些核心技术来解决问题的那一天就不远了。视野决定高度。

      下一篇会介绍数组的反射应用，另外侧重介绍ArrayList 和HashSet在存储和使用上的区别与联系。