Constructor是java反射时用于表示构造函数的抽象,它包含一个类的构造函数的相关信息。java中一切都是对象,那么每一个构造函数也是一个对象,把这写构造函数抽象出来,就是Constructor类。
public final class Constructor<T> extends Executable
Executable:它是Method和Constructor的公共基类。它继承了AccessibleObject类,实现了Member和GenericDeclaration接口。继承AccessibleObject类意味着Executable(方法和构造方法)可以通过isAccessible()方法来获取是否要进行访问控制权限的校验,还可以通过setAccessible()方法来设置是否要进行访问控制权限的校验。
有以下三种方式可以获取到Constructor类。
可以通过Class类的getDeclaredConstructors方法来获取某个类的所有定义的构造方法。
//获取所有构造器
public Constructor<?>[] getDeclaredConstructors() throws SecurityException
可以通过Class类的getConstructors方法来获取某个类的所有定义的公共构造方法,即访问修饰符为public。
//获取公共构造器
public Constructor<?>[] getConstructors() throws SecurityException
可以根据传入的传输列表类型获取指定的构造方法类。
//根据参数类型获取构造器
public Constructor<T> getConstructor(Class<?>... parameterTypes)
throws NoSuchMethodException, SecurityException
测试:
定义一个类,含有多个构造方法
package test.java.lang.reflect;
import java.util.Date;
/**
* @author sj
* @title: ConstructorDemo1
* @description: TODO
* @date 2021/1/15 14:27
*/
public class ConstructorDemo {
private Integer id;
private String name;
private ConstructorDemo() {
}
private ConstructorDemo(Integer id) {
this.id = id;
}
public ConstructorDemo(String name) {
this.name = name;
}
public ConstructorDemo(Integer bath, String name) {
this.id = id;
this.name = name;
}
}
写一个测试类:
package test.java.lang.reflect;
import java.lang.annotation.Annotation;
import java.lang.reflect.*;
import java.util.Arrays;
/**
* @author sj
* @title: ConstructorDemo
* @description: 学习反射Constructor类源码
* @date 2021/1/1417:02
*/
public class ConstructorTest {
public static void main(String[] args) {
try {
Class clazz = Class.forName("test.java.lang.reflect.ConstructorDemo");
Constructor[] declaredConstructors = clazz.getDeclaredConstructors();
System.out.println(Arrays.toString(declaredConstructors));
Constructor[] constructors = clazz.getConstructors();
System.out.println(Arrays.toString(constructors));
Constructor constructor1 = clazz.getConstructor(Integer.class, String.class);
System.out.println(constructor1);
Constructor constructor2 = clazz.getConstructor(Integer.class);
System.out.println(constructor2);
} catch (ClassNotFoundException | NoSuchMethodException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
结果:
前三个都能正常打印处结果获取到指定的信息。
但是第四个 Constructor constructor2 = clazz.getConstructor(Integer.class);却报错了。原因是因为参数列表是Integer的构造函数是private私有的,所以无法通过getConstructor(Integer.class)方法获取到。具体可以参考《java反射源码分析-Class》这篇文章。
下面我们了解一下构造函数Constructor类能做什么。
获取该构造器的参数列表类型。
public Class<?>[] getParameterTypes()
测试:
Class clazz = Class.forName("test.java.lang.reflect.ConstructorDemo");
Constructor constructor1 = clazz.getConstructor(Integer.class, String.class);
//获取构造器的参数列表类型
Class[] parameterTypes = constructor1.getParameterTypes();
System.out.println(Arrays.toString(parameterTypes));
结果:
获取构造器的参数列表
public Parameter[] getParameters()
测试:
Parameter[] parameters = constructor1.getParameters();
System.out.println(Arrays.toString(parameters));
结果:
获取该构造器所属类类型
public Class<T> getDeclaringClass()
测试:
Class declaringClass = constructor1.getDeclaringClass();
System.out.println(declaringClass);
结果:
获取构造器上标注的注解
public Annotation[] getDeclaredAnnotations()
测试:我们首先在ConstructorDemo(Integer bath, String name) 构造函数上随意加上一个注解,如@Deprecated,然后测试:
Annotation[] declaredAnnotations = constructor1.getDeclaredAnnotations();
System.out.println(Arrays.toString(declaredAnnotations));
得到结果如下:
获取构造上的异常类型
public Class<?>[] getExceptionTypes()
测试:首先在ConstructorDemo(Integer bath, String name) 构造函数上加上异常Exception,然后测试:
Class[] exceptionTypes = constructor1.getExceptionTypes();
System.out.println(Arrays.toString(exceptionTypes));
结果:
获取构造器的标识语言描述符的整数值
public int getModifiers()
测试:
int modifiers = constructor1.getModifiers();
System.out.println(modifiers);
结果:
判断构造器的参数是否为可变参数
public boolean isVarArgs()
测试:
boolean varArgs = constructor1.isVarArgs();
System.out.println(varArgs);
结果:
public T newInstance(Object ... initargs)
throws InstantiationException, IllegalAccessException,
IllegalArgumentException, InvocationTargetException
该方法是用来生成一个构造器的声明类的对象实例。如:
ConstructorDemo constructorDemo1 = (ConstructorDemo) constructor1.newInstance(1, "zhangsan");
System.out.println(constructorDemo1.toString());
结果:
那么它是如何根据生成的呢?我们去看一下源码:
@CallerSensitive
public T newInstance(Object ... initargs)
throws InstantiationException, IllegalAccessException,
IllegalArgumentException, InvocationTargetException
{ //通过参数列表,构造该构造器对应的类的实例对象
if (!override) { //该标识表示是否覆盖语言级别的访问检查权限,初始false,可以通过通过constructor1.setAccessible(true)设置为true
if (!Reflection.quickCheckMemberAccess(clazz, modifiers)) {
Class<?> caller = Reflection.getCallerClass(); //获取调用类
checkAccess(caller, clazz, null, modifiers);//校验权限
}
}
if ((clazz.getModifiers() & Modifier.ENUM) != 0) //修饰符是否为枚举类型
throw new IllegalArgumentException("Cannot reflectively create enum objects");
ConstructorAccessor ca = constructorAccessor; // read volatile
if (ca == null) {
ca = acquireConstructorAccessor(); //获取构造器的访问器(声明类)
}
@SuppressWarnings("unchecked")
T inst = (T) ca.newInstance(initargs);//通过构造函数声明类的newInstance来实例化对象
return inst;
}
总结上面的源码分为以下及部分:
1)校验权限(这里我们就不讨论了,见之前文章)
2)判断是否为枚举类
3)获取构造器的声明类ConstructorAccessor
4)通过ConstructorAccessor创建实例
获取构造器的声明类ConstructorAccessor:
private ConstructorAccessor acquireConstructorAccessor() {
// First check to see if one has been created yet, and take it
// if so.
ConstructorAccessor tmp = null;
if (root != null) tmp = root.getConstructorAccessor();//判断是否已经有ConstructorAccessor,root时用于共享构造器访问器
if (tmp != null) {
constructorAccessor = tmp;
} else {
// Otherwise fabricate one and propagate it up to the root
tmp = reflectionFactory.newConstructorAccessor(this);
setConstructorAccessor(tmp);
}
return tmp;
}
上述代码主要是获取构造函数的声明类ConstructorAccessor:
1)首先判断是否已经创建类ConstructorAccessor,如果创建了就返回;
2)如果没有创建,则通过反射工厂ReflectionFactory的newConstructorAccessor(this)方法创建ConstructorAccessor。
通过ReflectionFactor创建ConstructorAccessor
在查看之前我们先来了解一下ConstructorAccessor是个什么?
如图,ConstructorAccessor是一个接口,里面只有一个方法newInstance,用来创建实例。它有如下实现类,这些实现类及其作用如下:
BootstrapConstructorAccessorImpl:作用是调用底层的c获取c++方法,来创建对象实例;
InstantiationExceptionConstructorAccessorImpl:异常实现类,用于接收在创建实例时抛出的各种异常。
SerializationConstructorAccessorImpl:作用是通过读取字节码的方式来创建对象实例;
NativeConstructorAccessorImpl:通过调用本地接口的方式来创建对象实例。
DelegatingConstructorAccessorImpl:它是一个代理类,也是NativeConstructorAccessorImpl的父类。也就是最终还是调用NativeConstructorAccessorImpl来实现创建对象实例。
现在我们再看源码:
public ConstructorAccessor newConstructorAccessor(Constructor<?> var1) {
checkInitted();//1
Class var2 = var1.getDeclaringClass();
if (Modifier.isAbstract(var2.getModifiers())) {//2
return new InstantiationExceptionConstructorAccessorImpl((String)null);
} else if (var2 == Class.class) {//3
return new InstantiationExceptionConstructorAccessorImpl("Can not instantiate java.lang.Class");
} else if (Reflection.isSubclassOf(var2, ConstructorAccessorImpl.class)) {//4
return new BootstrapConstructorAccessorImpl(var1);
} else if (noInflation && !ReflectUtil.isVMAnonymousClass(var1.getDeclaringClass())) {//5
return (new MethodAccessorGenerator()).generateConstructor(var1.getDeclaringClass(), var1.getParameterTypes(), var1.getExceptionTypes(), var1.getModifiers());
} else {//6
NativeConstructorAccessorImpl var3 = new NativeConstructorAccessorImpl(var1);
DelegatingConstructorAccessorImpl var4 = new DelegatingConstructorAccessorImpl(var3);
var3.setParent(var4);
return var4;
}
}
1)反射工厂(ReflectionFactory)检查初始化状态;
private static void checkInitted() {
if (!initted) {
AccessController.doPrivileged(new PrivilegedAction<Void>() {
public Void run() {
if (System.out == null) {
return null;
} else {
String var1 = System.getProperty("sun.reflect.noInflation");//从系统变量中获取noInflation的值
if (var1 != null && var1.equals("true")) {
ReflectionFactory.noInflation = true;
}
var1 = System.getProperty("sun.reflect.inflationThreshold");//从系统变量中获取inflationThreshold的值
if (var1 != null) {
try {
ReflectionFactory.inflationThreshold = Integer.parseInt(var1);
} catch (NumberFormatException var3) {
throw new RuntimeException("Unable to parse property sun.reflect.inflationThreshold", var3);
}
}
ReflectionFactory.initted = true;
return null;
}
}
});
}
}
这里主要时设置noInflation=true,和ReflectionFactory.inflationThreshold的值,默认是15。
PS:
通过查阅相关资料,inflationThreshold是一个阈值,主要是用来计数通过本地接口执行程序的次数(JNI)。当它被设置为0时,会强制虚拟机通过字节码的方式访问。
那么这个值在这里起什么作用呢?
这个阈值其实是表示,当我们不修改inflationThreshold值时,会先进行15次的JNI存取器,即访问本机接口。15次之后才会使用java字节码存取器。
2)判断构造器的Class类型是否是abstract,如果是构建InstantiationExceptionConstructorAccessorImpl实现类返回;
3)判断构造器的Class类型是否是Class类型本身,如果是构建InstantiationExceptionConstructorAccessorImpl异常实现类返回,因为Class不能直接实例化,它是有jvm创建的;
4)判断构造器的Class类型是否继承ConstructorAccessorImpl的子类型,如果是构建BootstrapConstructorAccessorImpl实现类,返回;
5)如果 noInflation 为 true 并且 Class 实例不是匿名的,需要调用 MethodAccessorGenerator.generateConstructor()创建 ConstructorAccessor,通过读取二进制文件,将 Class 实例加载进来,然后根据一些条件获取到想要的 Constructor。
6)否则创建NativeConstructorAccessorImpl。
根据ConstructorAccessor创建实例
根据上一步得到的ConstructorAccessor实现类,调用newInstance方法,来创建具体的实例。我们用NativeConstructorAccessorImpl来看一下其实现:
它会判断numInvocations是否>15,也就是当我们使用JNI的方式 >15次后,会使用代理类DelegatingConstructorAccessorImpl。
否则使用本地方法newInstance0来创建实例。
上面零零散散讲了一些内容,下面我们总结一下Constructor类。
1)Constructor提供了对一个类的构造器/构造函数的信息进行访问;
2)通过Class类的三种方法可以拿到Constructor对象;
3)Constructor提供了各种方法来获取与构造函数相关的数据;
4)Constructor.newInstance()方法可以获取指定构造函数的声明类的实力对象。