Java高级特性——反射

一、概念

在运行状态中，对于任何一个类，都能够访问这个类的所有属性和方法，同时任何一个对象也都能够调用它的任意一个方法和属性

二、应用场景

• 在运行时判断任意一个对象所属的类

public boolean isInstance(Object obj, Class cls) {
    return cls.isInstance(obj);
}

• 在运行时构造任意一个类的对象
• 在运行时判断任意一个类所具有的成员变量和方法
• 在运行时调用任意一个对象的方法
• 生成动态代理

    /WER-INF/pages/details.jsp


将/product-save.action的请求映射到 Product类中去处理，并且去调用save方法去处理，这显然用到了反射。
Class clazz = Class.forName("com.atguigu.struts2.helloworld.Product");
Method method = clazz.getMethod("save");
method.invoke(clazz.newInstance());

这样才能通过配置调用相应的类和方法

三、优缺点

四、知识点

1. Class类的使用

在java中只有静态的成员和普通数据类型类不是对象
类是对象，是java.lang.Class类的实例对象，这个对象成为Class类的类类型

2. 实例对象的三种表示方式

任何一个类都是Class的实例对象，这个实例对象有三种表示方式

1. 任何一个类都有一个隐含的静态成员变量class

Class c = Foo.class;

2. 该类的对象通过obj.getClass()方法

Foo foo = new Foo();
Class c = foo.getClass();

3. Class.forName("类所在包名")

Class c3 = null;
try {
    c3 = Class.forName("com.imooc.reflect.Foo");
} catch (ClassNotFoundException e) {
    e.printStackTrace();
}

c1 ,c2 表示了Foo类的类类型(class type)，类也是对象，是Class类的实例对象，这个对象我们称为该类的类类型
不管c1、c2、c3，都代表了Foo类的类类型，一个类只可能是Class类的一个实例对象

3. 通过类的类类型创建该类的对象实例

然后通过类的类类型创建该类的对象实例(通过c1 or c2 or c3创建Foo的实例对象)

class Foo{
    void print(){
        System.out.println("foo");
    }
}

public class ClassDemo {
    public static void main(String[] args) {
        try {
            Foo foo = (Foo)c1.newInstance();    //需要有无参数的构造方法
            foo.print();
        } catch (InstantiationException e) {
            e.printStackTrace();
        } catch (IllegalAccessException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

4. 动态加载类

Class.forName("类的全称")不仅表示了类的类类型，也代表了动态加载类(在运行时加载类)
new创建对象是静态加载类，在编译时刻就需要加载所有可能用到的类
比如：一个主函数里new了两个类调用方法，其中一个类被创建，另一个类不存在，则在编译时就不通过
通过动态加载类可以解决该问题
Class c = Class.forName(args[0]);
Excel e = (Excel)c.newInstance();

比如以后有一个接口里有很多实现类，每次添加新功能，就不需要重新编译该接口

一般功能性的类使用动态加载

5. Java获取方法信息

基本数据类型、void关键字都有对应的类类型

Class c = int.class;
System.out.println(c.getName()); // int

6. 工具类，获取该对象所属类的所有信息(包括类的成员函数、成员变量(只获取成员函数))

public class ClassUtil {
    // 获取类的信息
    public static void printClassMethodMessage(Object obj){
        //要获取类的信息  首先要获取类的类类型
        Class c = obj.getClass();//传递的是哪个子类的对象  c就是该子类的类类型
        //获取类的名称
        System.out.println("类的名称是:"+c.getName());
        /*
         * Method类，方法对象
         * 一个成员方法就是一个Method对象
         * getMethods()方法获取的是所有的public的函数，包括父类继承而来的
         * getDeclaredMethods()获取的是所有该类自己声明的方法(不包括继承而来的)，不问访问权限
         */
        Method[] ms = c.getMethods();   //c.getDeclaredMethods()
        for(int i = 0; i < ms.length;i++){
            //得到方法的返回值类型的类类型
            Class returnType = ms[i].getReturnType();
            System.out.print(returnType.getName()+" ");
            //得到方法的名称
            System.out.print(ms[i].getName()+"(");
            //获取参数类型--->得到的是参数列表的类型的类类型
            Class[] paramTypes = ms[i].getParameterTypes();
            for (Class class1 : paramTypes) {
                System.out.print(class1.getName()+",");
            }
            System.out.println(")");
        }
    }

    // 获取成员变量的信息
    public static void printFieldMessage(Object obj) {
        Class c = obj.getClass();
        /*
         * 成员变量也是对象
         * java.lang.reflect.Field
         * Field类封装了关于成员变量的操作
         * getFields()方法获取的是所有的public的成员变量的信息
         * getDeclaredFields获取的是该类自己声明的成员变量的信息
         */
        //Field[] fs = c.getFields();
        Field[] fs = c.getDeclaredFields();
        for (Field field : fs) {
            //得到成员变量的类型的类类型
            Class fieldType = field.getType();
            String typeName = fieldType.getName();
            //得到成员变量的名称
            String fieldName = field.getName();
            System.out.println(typeName+" "+fieldName);
        }
    }

    // 打印对象的构造函数的信息
    public static void printConMessage(Object obj){
        Class c = obj.getClass();
        /*
         * 构造函数也是对象
         * java.lang. Constructor中封装了构造函数的信息
         * getConstructors获取所有的public的构造函数
         * getDeclaredConstructors得到所有的构造函数
         */
        //Constructor[] cs = c.getConstructors();
        Constructor[] cs = c.getDeclaredConstructors();
        for (Constructor constructor : cs) {
            System.out.print(constructor.getName()+"(");
            //获取构造函数的参数列表--->得到的是参数列表的类类型
            Class[] paramTypes = constructor.getParameterTypes();
            for (Class class1 : paramTypes) {
                System.out.print(class1.getName()+",");
            }
            System.out.println(")");
        }
    }
}

(1)获取该对象所属类的信息

public class ClassDemo {
    public static void main(String[] args) {
        String s = "hello";
        ClassUtil.printClassMethodMessage(s);
        
        Integer n1 = 1;
        ClassUtil.printClassMethodMessage(n1);
    }
}

(2)获取成员变量信息

public class ClassDemo {
    public static void main(String[] args) {
        ClassUtil.printFieldMessage("hello");
        System.out.println("=============");
        ClassUtil.printFieldMessage(new Integer(1));
    }
}

(3)获取构造函数信息

public class ClassDemo {
    public static void main(String[] args) {
        ClassUtil.printConMessage("hello");
        ClassUtil.printConMessage(new Integer(1));
    }
}

7. 反射的基本操作（方法的反射）

method.invoke(对象，参数列表)

public class MethodDemo1 {
    public static void main(String[] args) {
       //要获取print(int ,int )方法  1.要获取一个方法就是获取类的信息，获取类的信息首先要获取类的类类型
        A a1 = new A();
        Class c = a1.getClass();
        /*
         * 2.获取方法 名称和参数列表来决定  
         * getMethod获取的是public的方法
         * getDelcaredMethod自己声明的方法
         */
        try {
            //Method m =  c.getMethod("print", new Class[]{int.class,int.class});
            Method m = c.getMethod("print", int.class,int.class);
            
            //方法的反射操作  
            //a1.print(10, 20);方法的反射操作是用m对象来进行方法调用 和a1.print调用的效果完全相同
            //方法如果没有返回值返回null,有返回值返回具体的返回值
            //Object o = m.invoke(a1,new Object[]{10,20});
            Object o = m.invoke(a1, 10,20);
            System.out.println("===================");
            //获取方法print(String,String)
            Method m1 = c.getMethod("print",String.class,String.class);
            //用方法进行反射操作
            //a1.print("hello", "WORLD");
            o = m1.invoke(a1, "hello","WORLD");
            System.out.println("===================");
            // 没有参数
            // Method m2 = c.getMethod("print", new Class[]{});
            Method m2 = c.getMethod("print");
            // m2.invoke(a1, new Object[]{});
            m2.invoke(a1);
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        } 
    }
}
class A{
    public void print(){
        System.out.println("helloworld");
    }
    public void print(int a,int b){
        System.out.println(a+b);
    }
    public void print(String a,String b){
        System.out.println(a.toUpperCase()+","+b.toLowerCase());
    }
}

8. 通过Class、Method了解集合泛型的本质

public class MethodDemo4 {
    public static void main(String[] args) {
        ArrayList list = new ArrayList();
        
        ArrayList list1 = new ArrayList();
        list1.add("hello");
        //list1.add(20);错误的
        Class c1 = list.getClass();
        Class c2 = list1.getClass();
        System.out.println(c1 == c2);
        //反射的操作都是编译之后的操作
        
        /*
         * c1==c2结果返回true说明编译之后集合的泛型是去泛型化的
         * Java中集合的泛型，是防止错误输入的，只在编译阶段有效，绕过编译就无效了
         * 验证：我们可以通过方法的反射来操作，绕过编译
         */
        try {
            Method m = c2.getMethod("add", Object.class);
            m.invoke(list1, 20);//绕过编译操作就绕过了泛型
            System.out.println(list1.size());
            System.out.println(list1);
            /*for (String string : list1) {
                System.out.println(string);
            }*///现在不能这样遍历
        } catch (Exception e) {
          e.printStackTrace();
        }
    }
}

参考文章

java反射与注解（一）：Class类简介
java反射怎么实现的？
为什么Java反射对象必须有一个无参数的构造方法？
Java 反射机制 的超简单实例分析
Java:描述反射机制的作用？举几个反射的应用？
Java反射机制详解（一）