Java反射（一）

目录

1.了解反射

2.Class类的三种实例化方法

3.反射机制与对象实例化

4.反射与单例设计模式

5.通过反射获取类结构的信息

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1.了解反射

什么是反射，反射有什么作用

1.在Java中，反射是一种机制，允许程序在运行时动态地获取、使用和修改类的信息。通过反射，可以在编译时不知道类的具体信息的情况下，操作和查看类的属性、方法和构造函数等。

2.反射有以下几个主要的作用：

1. 动态加载类：使用反射可以在运行时动态地加载需要使用的类，而不需要在编译时将类写死在代码中。这样可以实现更加灵活的代码结构和功能。

2. 获取类的信息：通过反射，可以获取类的名称、父类、接口、方法、字段等详细信息。这对于编写通用框架、调试工具和JavaBean的序列化等场景非常有用。

3. 创建对象和执行方法：使用反射可以动态地创建对象，即使在编译时无法确定具体的类。同时，还可以在运行时调用任意对象的方法，甚至是私有方法。

4. 修改私有字段：反射允许程序访问和修改类的私有字段的值。这在某些特定的应用场景中可能是必要的，但需要小心使用，遵循权限和安全性的原则。

需要注意的是，反射是一种强大而复杂的机制，在普通的业务代码中并不常用。滥用反射可能会导致性能下降，代码可读性降低，并增加出错的可能性。因此，在使用反射时，需要谨慎权衡利弊，并确保了解其使用方式和限制。 

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2.Class类的三种实例化方法

1.通过实例化对象调用getclass()方法实现

2.通过直接调用类名的.Class

3.通过调用Class.forname("包+类名") throws ClassNoFoundException

实例化案例：

package Example1701;
class Member{
    private String name;
    private int age;
    public void setName(String name) {
        this.name = name;
    }
    public void setAge(int age) {
        this.age = age;
    }
    public String getName() {
        return name;
    }
    public int getAge() {
        return age;
    }
}
public class javaDemo {
    public static void main(String[] args)throws Exception {
        Member mem = new Member();
//        通过实例化getClass()方法得到类
        Class claszz1= mem.getClass();
        System.out.println(claszz1);
//        通过直接获取类名实例化Class
        Class claszz2 = Member.class;
        System.out.println(claszz2);
//        通过调用Class里的forname方法实现实例化
        Class claszz3 = Class.forName("Example1701.Member");
        System.out.println(claszz3);
    }
}

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3.反射机制与对象实例化

通过反射机制进行对象实例化就能替代new的关键词的使用

案例

package Example1702;

class Member{
    Member(){
        System.out.println("自动调用构造函数");
    }
    @Override
    public String toString() {
        return "实现Member对象的创建";
    }
}
public class javaDemo {
    public static void main(String[] args)throws Exception {
        Class claszz = Class.forName("Example1702.Member");
//        创建实例化对象并用Object类进行接收
        Object obj = claszz.getDeclaredConstructor().newInstance();
        System.out.println(obj);
//        对比区别
        Object obj2 = claszz.newInstance();
        System.out.println(obj2);
    }
}

 

问： 可以发现Object接收两个对象输出后都是一样的，那么

Object obj = claszz.getDeclaredConstructor().newInstance();与

Object obj2 = claszz.newInstance();有什么区别吗

答：

在Java 9及之前，我们可以使用Class.newInstance()方法来创建一个类的实例对象。这个方法是通过调用类的默认构造函数来创建对象的。例如，claszz.newInstance()会调用Member类的默认构造函数创建对象。

然而，从Java 9开始，Class.newInstance()方法被标记为过时了，因为它在处理异常和对私有构造函数的访问上存在一些限制。取而代之的是，推荐使用getDeclaredConstructor().newInstance()方法来创建对象。这个方法更为灵活，可以处理带参数的构造函数并且可以处理私有构造函数。

所以，Object obj = claszz.getDeclaredConstructor().newInstance()与Object obj2 = claszz.newInstance()的区别在于：

1. 创建实例对象的方式不同：claszz.getDeclaredConstructor().newInstance()可以处理带参数的构造函数，而claszz.newInstance()只能调用无参构造函数。
2. 访问权限不同：claszz.getDeclaredConstructor().newInstance()可以处理私有构造函数，而claszz.newInstance()无法处理私有构造函数。
3. 兼容性不同：claszz.getDeclaredConstructor().newInstance()是在Java 9及之后引入的，而claszz.newInstance()是在Java 8及之前推荐使用的方法。

因此，在现代的Java版本中，建议使用getDeclaredConstructor().newInstance()方法来创建类的实例对象，它更加通用和灵活。

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4.反射与单例设计模式

单例设计模式都不陌生，在以前的文章中有提到过，其实现的方法就是通过私有化构造方法实现外部无法实例化对象，并且在类的内部就定义一个唯一的对象，最后通过函数调用的形式将对象输出出去，并且设计模式有两种一种饿汉模式，一种懒汉模式，分别是饿汉：一开始就定义一个唯一对象，懒汉模式：当需要用到的时候才进行创建对象。

那么懒汉模式下就有可能出现问题，什么问题呢？关于多线程问题，懒汉是通过if判断是否对象为空，但是多线程可能出现并发问题，大家都同时执行了if判断语句发现对象为空则大家都一起创建一个对象，造成对象不唯一，不符合单例设计模式

那么如何解决呢？通过反射就能实现多线程下单例设计模式的唯一性

案例代码：

package Example1703;
class Only {
//    实现单例化设计模式
    private Only(){
    }
    private static volatile Only onlyOne = null;
//    创建对象或者获取对象
    public static  Only getOnly(){
        if (onlyOne == null){
            synchronized (Only.class){
                if (onlyOne == null){
                    onlyOne = new Only();
                    return onlyOne;
                }
            }
        }
        return onlyOne;
    }
    public void print(){
        System.out.println("Hello");
    }
}
public class javaDemo {
    public static void main(String[] args) {
//        创建多线程
        for (int i = 0;i<3;i++){
            new Thread(()->{
            Only.getOnly().print();
                System.out.println(Thread.currentThread().getName());
            },i+"的线程").start();
        }
    }
}

问1：synchronized (Only.class)的作用，为什么要写Only.class而不是this？

synchronized (Only.class)使用类级别的锁来实现同步。

在Java中，每个类都有一个对应的Class对象，可以通过类名后面加上.class来获取该类的Class对象。而this关键字代表当前实例对象，它是指向当前对象的引用。

在单例模式中，我们希望通过synchronized来保证只有一个线程能够创建实例对象。使用synchronized (Only.class)，即使用类级别的锁，意味着多个线程在访问这段代码时会竞争同一个锁，即类级别的锁。

而如果使用synchronized (this)，则表示使用实例级别的锁。在这个例子中，我们不希望通过实例级别的锁来控制多个线程对实例的访问，因为还没有创建实例对象，所以也不存在实例对象来获得锁。

因此，为了确保在多线程环境下只创建一个实例对象，需要使用类级别的锁，即synchronized (Only.class)，而不是实例级别的锁。

问2：为什么要进行两次判断是否为空？

答： 问2：进行两次判断是否为空的目的是为了提高代码执行的效率和性能。在双重检查锁定机制中，第一次判断onlyOne是否为空是为了避免重复进行同步块的加锁和解锁操作，从而提高了代码的执行效率。如果只有一次判断是否为空，那么每次调用getOnly()方法时都会进入同步块，性能开销会增加。

  同时，第二次判断是为了在多个线程同时通过了第一次判断后，只有第一个获得锁的线程才会进入同步块创建实例。其他线程在获取到锁后，再次判断onlyOne是否为空，如果已经不为空，就直接返回已经创建好的实例，避免了重复创建对象。

如果只有一次判断是否为空，那么即使已经有线程创建了实例，其他线程也会通过第一次判断，进入同步块再次创建实例，这样会造成多个实例的创建，不符合单例模式的要求。

因此，为了确保只有一个线程创建实例，并提高代码的执行效率和性能，需要进行两次判断是否为空。

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5.通过反射获取类结构的信息

常用通过反射获取类结构的方法有这几个

方法名	作用
getName()	获取类的完整名称（包括包路径）
getPackage()	获取类所在的包信息
getSuperclass()	获取类的父类
getInterfaces()	获取类实现的接口列表

案例代码：

package Example1704;

interface Interface1 {}
interface Interface2 {}
abstract class Father {}
class Test extends Father implements Interface1, Interface2 {
    private String name;
    private int age;

    Test(String name, int age) {
        this.age = age;
        this.name = name;
    }

    public void print() {
        System.out.println("输出信息Test类");
    }
}

public class javaDemo {
    public static void main(String[] args) {
//        获取指定类的class对象
        Class clazz = Test.class;

//        获取指定类的包的名称
        Package pag = clazz.getPackage();
        System.out.println(pag.getName());

//        获取类的父类的信息
        Class superClass = clazz.getSuperclass();
        System.out.println(superClass.getName());
//        获取类的接口的信息
        Class[] interfaces = clazz.getInterfaces();
        for (Class temp : interfaces) {
            System.out.println(temp.getName());
        }

    }
}