反射API

反射API

前言

在面试中，经常会被问到在Java反射中Class.forName()加载类和使用ClassLoader()加载类的区别

反射API

定义

JAVA反射机制是在运行状态中，对于任意一个类，都能够知道这个类的所有属性和方法；对于任意一个对象，都能够调用它的任意方法和属性；这种动态获取信息以及动态调用对象方法的功能称为java语言的反射机制。

用途

在日常的第三方应用开发过程中，经常会遇到某个类的某个成员变量、方法或是属性是私有的或是只对系统应用开放，这时候就可以利用Java的反射机制通过反射来获取所需的私有成员或是方法。当然，也不是所有的都适合反射。

反射机制的相关类

与Java反射相关的类如下：

类名	用途
Class类	代表类的实体，在运行的Java应用程序中表示类和接口
Field类	代表类的成员变量（成员变量也称为类的属性）
Method类	代表类的方法
Constructor类	代表类的构造方法

Class类

Class代表类的实体，在运行的Java应用程序中表示类和接口。在这个类中提供了很多有用的方法，这里对他们简单的分类介绍。

获得类相关的方法

方法	用途
asSubclass(Class clazz)	把传递的类的对象转换成代表其子类的对象
Cast	把对象转换成代表类或是接口的对象
getClassLoader()	获得类的加载器
getClasses()	返回一个数组，数组中包含该类中所有公共类和接口类的对象
getDeclaredClasses()	返回一个数组，数组中包含该类中所有类和接口类的对象
forName(String className)	根据类名返回类的对象 (className=类的完整路径名字)
getName()	获得类的完整路径名字
newInstance()	创建类的实例
getPackage()	获得类的包
getSimpleName()	获得类的名字
getSuperclass()	获得当前类继承的父类的名字
getInterfaces()	获得当前类实现的类或是接口

获得类中属性相关的方法

方法	用途
getField(String name)	获得某个公有的属性对象
getFields()	获得所有公有的属性对象
getDeclaredField(String name)	获得某个属性对象
getDeclaredFields()	获得所有属性对象

获得类中注解相关的方法

方法	用途
getAnnotation(Class annotationClass)	返回该类中与参数类型匹配的公有注解对象
getAnnotations()	返回该类所有的公有注解对象
getDeclaredAnnotation(Class annotationClass)	返回该类中与参数类型匹配的所有注解对象
getDeclaredAnnotations()	返回该类所有的注解对象

获得类中构造器相关的方法

方法	用途
getConstructor(Class... parameterTypes)	获得该类中与参数类型匹配的公有构造方法
getConstructors()	获得该类的所有公有构造方法
getDeclaredConstructor(Class... parameterTypes)	获得该类中与参数类型匹配的构造方法
getDeclaredConstructors()	获得该类所有构造方法

获得类中方法相关的方法

方法	用途
getMethod(String name, Class... parameterTypes)	获得该类某个公有的方法
getMethods()	获得该类所有公有的方法
getDeclaredMethod(String name, Class... parameterTypes)	获得该类某个方法
getDeclaredMethods()	获得该类所有方法

类中其他重要的方法

方法	用途
isAnnotation()	如果是注解类型则返回true
isAnnotationPresent(Class annotationClass)	如果是指定类型注解类型则返回true
isAnonymousClass()	如果是匿名类则返回true
isArray()	如果是一个数组类则返回true
isEnum()	如果是枚举类则返回true
isInstance(Object obj)	如果obj是该类的实例则返回true
isInterface()	如果是接口类则返回true
isLocalClass()	如果是局部类则返回true
isMemberClass()	如果是内部类则返回true

Field类

Field代表类的成员变量（成员变量也称为类的属性）。

方法	用途
equals(Object obj)	属性与obj相等则返回true
get(Object obj)	获得obj中对应的属性值
set(Object obj, Object value)	设置obj中对应属性值

Method类

Method代表类的方法。

方法	用途
invoke(Object obj, Object... args)	传递object对象及参数调用该对象对应的方法

Constructor类

Constructor代表类的构造方法。

方法	用途
newInstance(Object... initargs)	根据传递的参数创建类的对象

Java反射中，Class.forName和ClassLoader的区别

在java中Class.forName()和ClassLoader都可以对类进行加载。ClassLoader就是遵循双亲委派模型最终调用启动类加载器的类加载器，实现的功能是“通过一个类的全限定名来获取描述此类的二进制字节流”，获取到二进制流后放到JVM中。Class.forName()方法实际上也是调用的CLassLoader来实现的。

Class.forName(String className)源码：

  @CallerSensitive
    public static Class forName(String className)
                throws ClassNotFoundException {
        Class caller = Reflection.getCallerClass();
        return forName0(className, true, ClassLoader.getClassLoader(caller), caller);
    }

最后调用的方法是forName0这个方法，在这个forName0方法中的第二个参数被默认设置为了true，这个参数代表是否对加载的类进行初始化，设置为true时会类进行初始化，代表会执行类中的静态代码块，以及对静态变量的赋值等操作。

也可以调用Class.forName(String name, boolean initialize,ClassLoader loader)方法来手动选择在加载类的时候是否要对类进行初始化。

Class.forName(String name, boolean initialize,ClassLoader loader)的源码如下：

   @CallerSensitive
    public static Class forName(String name, boolean initialize,
                                   ClassLoader loader)
        throws ClassNotFoundException
    {
        Class caller = null;
        SecurityManager sm = System.getSecurityManager();
        if (sm != null) {
            // Reflective call to get caller class is only needed if a security manager
            // is present.  Avoid the overhead of making this call otherwise.
            caller = Reflection.getCallerClass();
            if (sun.misc.VM.isSystemDomainLoader(loader)) {
                ClassLoader ccl = ClassLoader.getClassLoader(caller);
                if (!sun.misc.VM.isSystemDomainLoader(ccl)) {
                    sm.checkPermission(
                        SecurityConstants.GET_CLASSLOADER_PERMISSION);
                }
            }
        }
        //如何initialize是true，则加载的类会被初始化
        return forName0(name, initialize, loader, caller);
    }

举例

下面还是举例来说明结果吧：
一个含有静态代码块、静态变量、赋值给静态变量的静态方法的类

public class Demo {

    //静态代码块
    static {
        System.out.println("执行了静态代码块");
    }
    //静态变量
    private static String staticFiled = staticMethod();

    //赋值静态变量的静态方法
    public static String staticMethod(){
        System.out.println("执行了静态方法");
        return "给静态字段赋值了";
    }
}

使用Class.forName()的测试方法

@Test
public void test44(){

        try {
            Class.forName("com.test.Demo");
            System.out.println("#########-------------结束符------------##########");
        } catch (ClassNotFoundException e) {
            e.printStackTrace();
        }

}

运行结果：

执行了静态代码块
执行了静态方法
#########-------------结束符------------##########

使用ClassLoader的测试方法：

    @Test
public void test45(){
        try {
            ClassLoader.getSystemClassLoader().loadClass("com.eurekaclient2.client2.ClassForName");
            System.out.println("#########-------------结束符------------##########");
        } catch (ClassNotFoundException e) {
            e.printStackTrace();
        }
}

运行结果：

    #########-------------结束符------------##########

根据运行结果得出Class.forName加载类时将类进了初始化，而ClassLoader的loadClass并没有对类进行初始化，只是把类加载到了虚拟机中。

应用场景

在我们熟悉的Spring框架中的IOC的实现就是使用的ClassLoader。

而在我们使用JDBC时通常是使用Class.forName()方法来加载数据库连接驱动。这是因为在JDBC规范中明确要求Driver(数据库驱动)类必须向DriverManager注册自己

抛出问题

1.什么事双亲委派模式
2.SPI是否破坏了双亲委派模式