Java基础之反射

Java-Reflect

• Class类的使用
• 方法的反射
• 成员变量的反射
• 构造函数的反射
• Java类加载机制

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一、Class类的使用

Class 类：

在面向对象的世界里，万事万物皆为对象

Java语言中，静态成员、普通数据类型是不是对象呢？

普通数据类型不是对象但是他们有他们的包装类；而静态成员是属于类的而不属于对象。

那么，类是谁的对象呢？

类是对象，类是java.lang.Class类的实例对象。

Class类的实例对象，该如何表示？

任何一个类都是Class的实例对象，这个 实例对象有3种表达方式：

Class c1 = Demo.class
    //由此可见每个类都有隐含的静态成员属性“class”来表示该类的类类型（官方声明：表示该类的对象我们成为该类的“类 类型” class type）；

Demo demo = new Demo();
Class c2 = demo.getClass();
    //通过类对象的get方法来获取该类的类类型；

Class c3 = null;
try {
    c3 = Class.forName("io.github.newmeanning.reflect.Demo");
} catch (ClassNotFoundException e) {
    e.printStackTrace();
}

以上三种皆表示同一个对象：

System.out.println(c1==c2);//true
System.out.println(c1==c3);//true

如何通过类类型创建该类的实例？

try {
    //通过表示该类 类类型.newInstance()方法来来创建
    Demo demo1 = (Demo) c1.newInstance();
} catch (InstantiationException e) {
    e.printStackTrace();
} catch (IllegalAccessException e) {
    e.printStackTrace();
}

总结：

万事万物皆对象；类也是一个对象，是Class类的实例对象。这个对象我们成为该类的类类型。

二、 动态加载类

Class.forName("类的全称")

• 该方式不仅表示了类的类类型，还代表了动态加载类
• 我们要区分编译、运行
• 编译时刻加载类是静态加载类、运行时刻加载类是动态加载类

而通过new创建对象是静态加载类。

举个例子：

public class Office {
    public static void main(String[] args) {
        if("word".equals(args[0])){
            Word w = new Word();
            w.start();
        }
        if("excel".equals(args[0])){
            Excel e = new Excel();
            e.start();
        }
    }
}

public class Word {
    public static void start(){
        System.out.println("word start");
    }
}

当我们运行Office的main方法的时候，提示如下信息：

Information:java: Errors occurred while compiling module 'testSE'
Information:javac 1.8.0_144 was used to compile java sources
Information:2018/9/27 23:44 - Compilation completed with 2 errors and 0 warnings in 2 s 321 ms
D:\IdeaProjects\testSE\src\Office.java
Error:(10, 13) java: 找不到符号
  符号:   类 Excel
  位置: 类 io.github.newmeanning.reflect.Office
Error:(10, 27) java: 找不到符号
  符号:   类 Excel
  位置: 类 io.github.newmeanning.reflect.Office

我们知道Word类是存在的，而Excel类是不存在的，所以编译不通过。即便Word存在我们也无法使用。

那如果，我们想要有什么用什么需要编译通过怎么办？

通过动态加载类可以解决该问题：

public class Office {
    public static void main(String[] args) {
        try {
            //动态加载类
            Class c = Class.forName(args[0]); 
            //word or excel 的统一接口
            OfficeAble officeAble = (OfficeAble) c.newInstance();
            officeAble.start();
        } catch (ClassNotFoundException e) {
            e.printStackTrace();
        } catch (IllegalAccessException e) {
            e.printStackTrace();
        } catch (InstantiationException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

public interface OfficeAble {
    public void start();
}

public class Word implements OfficeAble {
    @Override
    public void start(){
        System.out.println("word start");
    }
}

结果如下：

D:\IdeaProjects\testSE\src>javac *java

D:\IdeaProjects\testSE\src>java Office Word
word start

D:\IdeaProjects\testSE\src>java Office Excel
java.lang.ClassNotFoundException: Excel
        at java.net.URLClassLoader.findClass(Unknown Source)
        at java.lang.ClassLoader.loadClass(Unknown Source)
        at sun.misc.Launcher$AppClassLoader.loadClass(Unknown Source)
        at java.lang.ClassLoader.loadClass(Unknown Source)
        at java.lang.Class.forName0(Native Method)
        at java.lang.Class.forName(Unknown Source)
        at Office.main(Office.java:4)

D:\IdeaProjects\testSE\src>

总结&分析：

通过new 创建对象是静态加载类，在编译时刻就需要加载所有的可能使用到的类。

通过Class a=Class.forName(arg[0]);此时为动态加载，因为编译时不知道使用哪个类，因此编译没有加载任何类，通过编译。运行时，根据 Javac office.java word （word为arg[0]，也是类类型）,去确定a是哪个类。这就是动态加载。如果word不存在，此时运行会报错。

因此我们以后编写工具类可以采用动态加载的方式。增添Excel或者PPT的时候我们只需要实现OfficeAble接口即可，不需要修改工具类的任何代码也不需要重新编译。

三、方法信息的反射

class.getName() 获取类名

class.getSimpleName() 不包含包名的类的名称

class.getMethods() 获取所有public的函数，包括由父类

class.getDeclareMethods() 获取该类自行声明的所有方法，不论访问权限

Method.getName() 获取方法名

Method.getReturnType() 得到方法返回值的类型的类类型

method.getParameterTypes()：获取方法的参数类型的类类型数组class[]

一、基本的数据类型，void关键字等都存在类类型

​ Class c = 基类.class （int,String,double,void等）

二、Class类的基本API操作

1、c.getName()可以获取类的名称
2、c.getSimpleName();//不包含包名的类的名称
3、c.getMethods()获取类的【public方法】集合，【包括继承来的】
4、c.getDeclaredMethods()获取的是所有该类【自己声明】的方法，【不问访问权限】
注意【所有方法都是Method类的对象】

三、Method类提供了操作方法的方法

1、m.getReturnType()得到该方法的返回值类型的类类型（class），如int.class String.class
2、m.getName()得到方法的名称
3、m.getParameterTypes()获得参数列表类型的类类型，如参数为(int,int)则得到(int.class ,int class)
Class c1 = int.class; int的类类型
Class c2 = String.class; String类的类类型 String类字节码
Class c3 = double.class; double这个数据类类型的字节码表示方式
Class c4 = Double.class; Double这个类的类类型字节码表示方式
Class c5 = void.class; 表达了void这个类的类类型
getName为这个类的类类型的具体名称 
c1.getName ---> int
c2.getName ---> java.lang.String 类的全称
c2.getSimpleName ---> String 不包含包名的类的名称

只要在类里面声明的都有类类型
public static void pringClassMessage(Object object){
    //要获取类的信息，首先要获取类的类型
    Class c=object.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public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.println(returnType.getName());
         //得到方法名
        System.out.println(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[] paramType=ms[i].getParameterTypes();
         for (Class class1: paramType) {
            System.out.println(class1.getName()+",");
         }
            System.out.println(")");
         } 
     }
 }

四、获取成员变量&构造函数

一、成员变量是java.lang.reflect.Field的对象

1、Field类封装了关于成员变量的操作
2、Field[] fs = c.getFields()方法获取所有public的成员变量Field[]信息
3、c.getDeclaredFields获取的是该类自己声明的成员变量信息
4、field.getType()获得成员类型的类类型
5、field.getName()获得成员的名称

二、构造函数是java.lang.Constructor类的对象

1、通过Class.getConstructor()获得Constructor[]所有公有构造方法信息
2、建议getDeclaredConstructors()获取自己声明的构造方法
3、Constructor.getName():String
4、Constructor.getParameterTypes():Class[]
成员变量也是对象，是java.lang.reflect.Field的对象；

五、方法反射的基本操作

一、获取A类中的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 由名称和参数列表来决定,getMethod获取的是public方法，getDelcaredMethod获取自己声明的方法
Method m =c.getMethod(methodName,paramtypes);//paramtypes可以用数组的形式 表示new Class[]{int.class,int.class}，也可以直接列举类类型

二、方法的反射操作：

是用m对象来进行方法调用，和a1.print(10,20)调用的方法相同 m.invoke（a1，new Object[]｛10,20｝）

Object o=m.invoke(对象名,参数);//方法如果没有返回值返回null，如果有返回值返回具体值，参数可用数组的方式表示，也可以直接列举，没有参数就不写

public Class A{
    public void print(){};
    public void Print(Sting a,String b){}
    public void Print(int a,int b){};
} 
public Class B{
    public static void main(String[] args){
        A a1 = new A();  
        Class c= a1.getclass;
        Method getMet=c.getMethod("print",String.class,String.class);//忘了加引号
        Object obj=getMet.invoke(a1,"df","df");
    }
}

六、通过反射了解集合泛型的本质

1：反射的操作都是编译之后的操作；就是运行阶段
2：java中集合的泛型是防止错误输入的；只在编译阶段有效，只要绕过编译就无效啦
我们可以通过方法的反射来操作，绕过编译
eg:

ArrayList list1=new ArrayList();
ArrayList list2=new ArrayList();
Class c1=list1.getClass();
Class c2=list2.getClass();
System.out.print(c1==c2);//true
Method m=c2.getMethod("add",Object.class);
m.invoke(list2,20);//向list2集合中添加一个int 型的值；绕过编译

当然是不能直接foreach list2集合的，会报类型转换错误