上好的反射
原理介绍
可以不更改源码情况下控制程序，改配置文件
- 反射机制允许程序在执行期借助于Reflection API取得任何类的内部信息(比如成员变量，构造器，成员方法等等)，并能操作对象的属性及方法。反射在设计模式和框架底层都实用。
- 加载完类之后，在堆中就产生了一个Class类型的对象，一个类只有一个Class对象，这个对象包含了类的完整结构信息。通过这个对象得到类的结构。这个对象就像一面镜子，透过这个镜子看到类的结构。
//根据配置文件 re.properties 指定信息, 创建Cat对象并调用方法hi
//配置文件中信息
// classfullpath=cat
// method=hi
//传统的方式 new 对象 -》 调用方法
// Cat cat = new Cat();
// cat.hi(); ===> cat.cry() 修改源码.
//我们尝试做一做 -> 明白反射
//1. 使用Properties 类, 可以读写配置文件
Properties properties = new Properties();
properties.load(new FileInputStream("src\\re.properties"));
String classfullpath =
properties.get("classfullpath").toString();//"com.hspedu.Cat"
String methodName = properties.get("method").toString();//"hi"
System.out.println("classfullpath=" + classfullpath);
System.out.println("method=" + methodName);
//2. 创建对象 , 传统的方法，行不通 =》 反射机制
//new classfullpath();
//3. 使用反射机制解决
//(1) 加载类, 返回Class类型的对象cls
Class cls = Class.forName(classfullpath);
//(2) 通过 cls 得到你加载的类 com.hspedu.Cat 的对象实例
Object o = cls.newInstance();
System.out.println("o的运行类型=" + o.getClass()); //运行类型
//(3) 通过 cls 得到你加载的类 com.hspedu.Cat 的 methodName"hi" 的方法对象
// 即：在反射中，可以把方法视为对象（万物皆对象）
Method method1 = cls.getMethod(methodName);
//(4) 通过method1 调用方法: 即通过方法对象来实现调用方法
System.out.println("=============================");
method1.invoke(o); //传统方法 对象.方法() , 反射机制 方法.invoke(对象)
//java.lang.reflect.Field: 代表类的成员变量, Field对象表示某个类的成员变量
//得到name字段
//getField不能得到私有的属性
Field nameField = cls.getField("age"); //
System.out.println(nameField.get(o)); // 传统写法 对象.成员变量 , 反射 : 成员变量对象.get(对象)
//java.lang.reflect.Constructor: 代表类的构造方法, Constructor对象表示构造器
Constructor constructor = cls.getConstructor(); //()中可以指定构造器参数类型, 返回无参构造器
System.out.println(constructor);//Cat()
Constructor constructor2 = cls.getConstructor(String.class); //这里老师传入的 String.class 就是String类的Class对象
System.out.println(constructor2);//Cat(String name)
作用
- 在运行时判断任意一个对象所属的类
- 在运行时构造任意一个类的对象
- 在运行时得到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成员变量和方法
- 生成动态代理
缺点
解释执行，执行速度慢
【优化】Method和Field，Constructor对象都有setAccessible方法，此方法可以启动和禁用安全检查，提高反射效率，true取消检查，false执行检查
Class类
String classAllPath = "com.hspedu.Car";
//1 . 获取到Car类 对应的 Class对象
// 表示不确定的Java类型
Class cls = Class.forName(classAllPath);
//2. 输出cls
System.out.println(cls); //显示cls对象, 是哪个类的Class对象 com.hspedu.Car
System.out.println(cls.getClass());//输出cls运行类型 java.lang.Class
//3. 得到包名
System.out.println(cls.getPackage().getName());//包名
//4. 得到全类名
System.out.println(cls.getName());
//5. 通过cls创建对象实例
Car car = (Car) cls.newInstance();
System.out.println(car);//car.toString()
//6. 通过反射获取属性 brand
Field brand = cls.getField("brand");
System.out.println(brand.get(car));//宝马
//7. 通过反射给属性赋值
brand.set(car, "奔驰");
System.out.println(brand.get(car));//奔驰
//8 我希望大家可以得到所有的属性(字段)
System.out.println("=======所有的字段属性====");
Field[] fields = cls.getFields();
for (Field f : fields) {
System.out.println(f.getName());//名称
}获取Class类对象的方式
//1. Class.forName
String classAllPath = "com.hspedu.Car"; //通过读取配置文件获取
Class cls1 = Class.forName(classAllPath);
System.out.println(cls1);
//2. 类名.class , 应用场景: 用于参数传递
Class cls2 = Car.class;
System.out.println(cls2);
//3. 对象.getClass(), 应用场景，有对象实例
Car car = new Car();
Class cls3 = car.getClass();
System.out.println(cls3);
//4. 通过类加载器【4种】来获取到类的Class对象
//(1)先得到类加载器 car
ClassLoader classLoader = car.getClass().getClassLoader();
//(2)通过类加载器得到Class对象
Class cls4 = classLoader.loadClass(classAllPath);
System.out.println(cls4);
//cls1 , cls2 , cls3 , cls4 其实是同一个对象
System.out.println(cls1.hashCode());
System.out.println(cls2.hashCode());
System.out.println(cls3.hashCode());
System.out.println(cls4.hashCode());
//5. 基本数据(int, char,boolean,float,double,byte,long,short) 按如下方式得到Class类对象
Class integerClass = int.class;
Class characterClass = char.class;
Class booleanClass = boolean.class;
System.out.println(integerClass);//int
//6. 基本数据类型对应的包装类，可以通过 .TYPE 得到Class类对象
Class type1 = Integer.TYPE;
Class type2 = Character.TYPE; //其它包装类BOOLEAN, DOUBLE, LONG,BYTE等待
System.out.println(type1);
System.out.println(integerClass.hashCode());//?
System.out.println(type1.hashCode());//?
类加载
- 静态加载：编译时加载相关的类，如果没有则报错，依赖性强
- 动态加载：运行时加载需要的类，如果运行时不用该类，则不报错，降低了依赖性
加载时机
- new 对象
- 子类被加载
- 调用类中静态成员
- 反射
类加载五个阶段
加载阶段
该阶段JVM主要将字节码从不同数据源转化为二进制字节流加载到内存，并生成一个代表该类的java.lang.Class对象
验证阶段
- 目的是为了确保Class文件的字节流中包含的信息符合当前虚拟机的要求，并且不会危害虚拟机自身的安全
- 文件格式验证，元数据验证，字节码验证和符号引用验证
- 可以考虑使用Xverify:none参数来关闭大部分的类验证措施，缩短虚拟机类加载的时间
准备阶段
JVM在该阶段对静态变量，分配内存并默认初始化，对应的数据类型的默认初始化值，如 0，null，false。这些变量所使用的内存都将在方法区中进行分配
//1. n1 是实例属性, 不是静态变量，因此在准备阶段，是不会分配内存
//2. n2 是静态变量，分配内存 n2 是默认初始化 0 ,而不是20
//3. n3 是static final 是常量, 他和静态变量不一样, 因为一旦赋值就不变 n3 = 30
public int n1 = 10;
public static int n2 = 20;
public static final int n3 = 30;解析阶段
初始化阶段
public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException {
//1. 加载B类，并生成 B的class对象
//2. 链接 num = 0
//3. 初始化阶段
// 依次自动收集类中的所有静态变量的赋值动作和静态代码块中的语句,并合并
/*
clinit() {
System.out.println("B 静态代码块被执行");
//num = 300;
num = 100;
}
合并: num = 100
*/
//new B();//类加载
//System.out.println(B.num);//100, 如果直接使用类的静态属性，也会导致类的加载
//看看加载类的时候，是有同步机制控制
/*
protected Class loadClass(String name, boolean resolve)
throws ClassNotFoundException
{
//正因为有这个机制，才能保证某个类在内存中, 只有一份Class对象
synchronized (getClassLoadingLock(name)) {
//....
}
}
*/
B b = new B();
}
}
class B {
static {
System.out.println("B 静态代码块被执行");
num = 300;
}
static int num = 100;
public B() {//构造器
System.out.println("B() 构造器被执行");
}
}
反射应用
//得到Class对象
Class personCls = Class.forName("Person");
//getName:获取全类名
System.out.println(personCls.getName());//getSimpleName:获取简单类名
System.out.println(personCls.getSimpleName());//Person
//getFields:获取所有public修饰的属性，包含本类以及父类的
Field[] fields = personCls.getFields();
for (Field field : fields) {//增强for
System.out.println("本类以及父类的属性=" + field.getName());
}
//getDeclaredFields:获取本类中所有属性
Field[] declaredFields = personCls.getDeclaredFields();
for (Field declaredField : declaredFields) {
System.out.println("本类中所有属性=" + declaredField.getName());
}
//getMethods:获取所有public修饰的方法，包含本类以及父类的
Method[] methods = personCls.getMethods();
for (Method method : methods) {
System.out.println("本类以及父类的方法=" + method.getName());
}
//getDeclaredMethods:获取本类中所有方法
Method[] declaredMethods = personCls.getDeclaredMethods();
for (Method declaredMethod : declaredMethods) {
System.out.println("本类中所有方法=" + declaredMethod.getName());
}
//getConstructors: 获取所有public修饰的构造器，包含本类
Constructor[] constructors = personCls.getConstructors();
for (Constructor constructor : constructors) {
System.out.println("本类的构造器=" + constructor.getName());
}
//getDeclaredConstructors:获取本类中所有构造器
Constructor[] declaredConstructors = personCls.getDeclaredConstructors();
for (Constructor declaredConstructor : declaredConstructors) {
System.out.println("本类中所有构造器=" + declaredConstructor.getName());
}
//getPackage:以Package形式返回 包信息
System.out.println(personCls.getPackage());//com.hspedu.reflection
//getSuperClass:以Class形式返回父类信息
Class superclass = personCls.getSuperclass();
System.out.println("父类的class对象=" + superclass);//
//getInterfaces:以Class[]形式返回接口信息
Class[] interfaces = personCls.getInterfaces();
for (Class anInterface : interfaces) {
System.out.println("接口信息=" + anInterface);
}
//getAnnotations:以Annotation[] 形式返回注解信息
Annotation[] annotations = personCls.getAnnotations();
for (Annotation annotation : annotations){
System.out.println("注解信息="+annotation);//注解
}
class A {
public String hobby;
public void hi() {}
public A() {}
public A(String name) {}
}
interface IA { }
interface IB { }
@Deprecated
class Person extends A implements IA, IB {
//属性
public String name;
protected static int age; // 4 + 8 = 12
String job;
private double sal;
//构造器
public Person() {}
public Person(String name) {}
//私有的
private Person(String name, int age) {}
//方法
public void m1(String name, int age, double sal) {}
protected String m2() {return null;}
void m3() {}
private void m4() {}
}
Class personCls = Class.forName("Person");
//getDeclaredFields:获取本类中所有属性
//规定 说明: 默认修饰符 是0 ， public 是1 ，private 是 2 ，protected 是 4 , static 是 8 ，final 是 16
Field[] declaredFields = personCls.getDeclaredFields();
for (Field declaredField : declaredFields) {
System.out.println("本类中所有属性=" + declaredField.getName()
+ " 该属性的修饰符值=" + declaredField.getModifiers()
+ " 该属性的类型=" + declaredField.getType());
}
//getDeclaredMethods:获取本类中所有方法
Method[] declaredMethods = personCls.getDeclaredMethods();
for (Method declaredMethod : declaredMethods) {
System.out.println("本类中所有方法=" + declaredMethod.getName()
+ " 该方法的访问修饰符值=" + declaredMethod.getModifiers()
+ " 该方法返回类型" + declaredMethod.getReturnType());
//输出当前这个方法的形参数组情况
Class[] parameterTypes = declaredMethod.getParameterTypes();
for (Class parameterType : parameterTypes) {
System.out.println("该方法的形参类型=" + parameterType);
}
}
//getDeclaredConstructors:获取本类中所有构造器
Constructor[] declaredConstructors = personCls.getDeclaredConstructors();
for (Constructor declaredConstructor : declaredConstructors) {
System.out.println("====================");
System.out.println("本类中所有构造器=" + declaredConstructor.getName());
Class[] parameterTypes = declaredConstructor.getParameterTypes();
for (Class parameterType : parameterTypes) {
System.out.println("该构造器的形参类型=" + parameterType);
}
通过反射创建对象 操作对象，包括属性方法 甚至私有属性
//1. 先获取到User类的Class对象
Class userClass = Class.forName("User");
//2. 通过public的无参构造器创建实例
Object o = userClass.newInstance();
System.out.println(o);
//3. 通过public的有参构造器创建实例
//3.1 先得到对应构造器
Constructor constructor = userClass.getConstructor(String.class);
//3.2 创建实例，并传入实参
Object hsp = constructor.newInstance("aaa");
System.out.println("aaa=" + aaa);
//4. 通过非public的有参构造器创建实例
//4.1 得到private的构造器对象
Constructor constructor1 = userClass.getDeclaredConstructor(int.class, String.class);
//4.2 创建实例
//暴破【暴力破解】 , 使用反射可以访问private构造器/方法/属性, 反射面前，都是纸老虎
constructor1.setAccessible(true);
Object user2 = constructor1.newInstance(100, "张三丰");
System.out.println("user2=" + user2);
//1. 得到Student类对应的 Class对象
Class stuClass = Class.forName("Student");
//2. 创建对象
Object o = stuClass.newInstance();//o 的运行类型就是Student
System.out.println(o.getClass());//Student
//3. 使用反射得到age 属性对象
Field age = stuClass.getField("age");
age.set(o, 88);//通过反射来操作属性
System.out.println(o);//
System.out.println(age.get(o));//返回age属性的值
//4. 使用反射操作name 属性
Field name = stuClass.getDeclaredField("name");
//对name 进行暴破, 可以操作private 属性
name.setAccessible(true);
//name.set(o, "aaa");
name.set(null, "aaaa");//因为name是static属性，因此 o 也可以写出null
System.out.println(o);
System.out.println(name.get(o)); //获取属性值
System.out.println(name.get(null));//获取属性值, 要求name是static
//1. 得到Boss类对应的Class对象
Class bossCls = Class.forName("Boss");
//2. 创建对象
Object o = bossCls.newInstance();
//3. 调用public的hi方法
//Method hi = bossCls.getMethod("hi", String.class);//OK
//3.1 得到hi方法对象
Method hi = bossCls.getDeclaredMethod("hi", String.class);//OK
//3.2 调用
hi.invoke(o, "aaaaa");
//4. 调用private static 方法
//4.1 得到 say 方法对象
Method say = bossCls.getDeclaredMethod("say", int.class, String.class, char.class);
//4.2 因为say方法是private, 所以需要暴破，原理和前面讲的构造器和属性一样
say.setAccessible(true);
System.out.println(say.invoke(o, 100, "张三", '男'));
//4.3 因为say方法是static的，还可以这样调用 ，可以传入null
System.out.println(say.invoke(null, 200, "李四", '女'));
//5. 在反射中，如果方法有返回值，统一返回Object , 但是他运行类型和方法定义的返回类型一致
Object reVal = say.invoke(null, 300, "王五", '男');
System.out.println("reVal 的运行类型=" + reVal.getClass());//String
//在演示一个返回的案例
Method m1 = bossCls.getDeclaredMethod("m1");
Object reVal2 = m1.invoke(o);
System.out.println("reVal2的运行类型=" + reVal2.getClass());//Monster