黑马程序员_Java_反射

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Java从1.2开始就有了反射这个技术，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一个方法和属性；这种动态获取的信息以及动态调用对象的方法的功能称为java语言的反射机制。Java领域像Spring、hibernate、struts都依赖于这个技术，把一个对象交给框架，它可以把你的对象通通改掉，如：spring给你注入点东西，struts2把网页提交过来的数据，自动转型封装成action返回给你，hibernate获得你的对象的信息做类与数据库表的映射。

 

反射的基石Class类

Java类用来描述一类事物的共性，而Class类就是描述了一个Java类的相关信息的，Class 类的实例表示正在运行的 Java 应用程序中的类和接口。Class类描述的信息有，类的名字、类的访问属性、类锁属于的包名、字段名称的列表、方法名称的列表等。在程序的运行期间，一旦我们想生成那个类的一个对象，用于执行程序的Java 虚拟机首先就会检查那个类型的Class 对象是否已经载入。如果没有载入，JVM 就会查找同名的.class 文件，并将其载入，一旦那个类型的Class 对象进入内存，就以它为模版来创建那一类型的所有对象。

 

以java.lang.String这个类来说明，有两种方式可以获得一个Java类的字节码，就是它对应的Class对象

第一种方法是通过类中一个静态的字段class获得   String.class

第二种方法是通过Java类的基类Object所提供的getClass方法  new String().getClass()

下面的这段代码打印的结果是true，表明每个Java类的字节码在程序中只有一份，这也很容易理解，有一份就够了

 public static void main(String[] args) { 

  //通过上述的第一种方法拿到Class对象
  Class c1 = String.class;

  //通过上述的第二种方法拿到Class对象
  Class c2 = new String().getClass();

  //比较着两份字节码是否相同
  System.out.println(c1 == c2);
 }

Java 基本的 类型（boolean、byte、char、short、int、long、float 和 double）和关键字 void 也有自己的 Class 对象 ，这点Java api中Class类的描述中有提到，可以通过类型+.class获得，如int.class、void.class，这九个对象时Java预定义的Class实例对象。数组类型也有他们对象的Class对象，如：int[].class、long.class等。总的来说，只要源程序中出现的类型，都有各自的Class实例对象。

可以通过Class的静态方法forName获得一个Java对象，它的参数是一个Java类的完整名（包名+类名），如果找不到这个类会抛出ClassNotFound这个异常，

public static void main(String[] args) {
  try {
   //拿到java.lang.String这个类的字节码
   Class strCls = Class.forName("java.lang.String");
   //通过这份字节码创建一个String的对象
   String str = (String) strCls.newInstance(); 
   //打印String对象str的长度
   System.out.println(str.length());
  } catch (ClassNotFoundException e) {
   e.printStackTrace();
  } catch (InstantiationException e) {
   e.printStackTrace();
  } catch (IllegalAccessException e) {
   e.printStackTrace();
  }
 }

上面这段代码演示了使用Class.ForName获得一个String对象，程序的打印结果为0，表示str不是一个空的引用，否则调用它的length方法就会抛出空指针异常，因此成功的拿到了一个String对象

Class类的常用方法有

public Annotation[] getAnnotations()  返回它所表示的类或接口上存在的所有注释的数组

public ClassLoader getClassLoader()  返回该类的类加载器

public Constructor<T> getConstructor(Class<?>... parameterTypes)  参数为构造函数的类型的Class,返回一个表示类的构造方法的 Constructor 对象

public Field getDeclaredField(String name) 返回一个 Field 对象，该对象反映此 Class 对象所表示的类或接口的指定已声明字段。name 参数是一个 String，它指定所需字段的简称

public Method[] getMethods()  返回一个包含某些 Method 对象的数组

public boolean isArray() 判定此 Class 对象是否表示一个数组类

public boolean isInterface() 判定指定的 Class 对象是否表示一个接口类型。

 public boolean isPrimitive()  判定指定的 Class 对象是否表示一个基本类型

。。。。。反射技术就是围绕这这些方法进行的。

现在知道了Class类用来是描述Java类的，java类中的，构造方法、包、成员变量、所拥有的方法，Java也都提供了相应的描述对象，分别是Constructor、Package、Field、Method。

构造函数的反射

一个Constructor就代表一个Java类的构造方法，可以使用它来创建一个Java对象，通过代码来介绍下这个类

获得一个对象身上的所有的构造方法，返回的是一个Constructor的数组，打印出这个数组

public static void main(String[] args) {

  //获得String类的所有构造方法
  Constructor[] constructors = String.class.getConstructors();
  for (Constructor c : constructors) {
   System.out.println(c);
  }
 }

打印结果是

public java.lang.String()

public java.lang.String(java.lang.String)

public java.lang.String(char[])

public java.lang.String(char[],int,int)

public java.lang.String(int[],int,int)

public java.lang.String(byte[],int,int,int)

public java.lang.String(byte[],int)

public java.lang.String(java.lang.StringBuilder)

public java.lang.String(byte[],int,int,java.lang.String) throws java.io.UnsupportedEncodingException

public java.lang.String(byte[],int,int,java.nio.charset.Charset)

public java.lang.String(byte[],java.lang.String) throws java.io.UnsupportedEncodingException

public java.lang.String(byte[],java.nio.charset.Charset)

public java.lang.String(byte[],int,int)

public java.lang.String(byte[])

public java.lang.String(java.lang.StringBuffer)

可以看出通过String.class.getConstructors()，这个方法获得了String类的所有构造方法。如果要获得其中的一个构造方法，首先需要解决的问题是怎么样区分这些构造方法，依据是不同的构造方法的参数是不一样，看下Class类中获得指定构造方法的方法public Constructor<T> getConstructor(Class<?>... parameterTypes)，它的参数是类型对应的Class，如果要获得无参的那个构造函数，就传递过去一个null值，还是用代码描述

public static void main(String[] args) throws SecurityException, NoSuchMethodException  {
  //获得String类的无参数的构造方法
  Constructor c = String.class.getConstructor(null); 
  System.out.println(c);
  //获得String类的以一个字符数组，构造出String对象的构造方法
  Constructor c1 = String.class.getConstructor(char[].class); 
  System.out.println(c1);
 }

打印结果是

public java.lang.String()

public java.lang.String(char[])

分别获得了对应的构造函数。获得构造函数的意义是，通过这个构造方法获得对象

public static void main(String[] args) throws Exception { 
  //获得String类的以一个字符数组，构造出String对象的构造方法
  Constructor c1 = String.class.getConstructor(char[].class);
  char[] chars = {'黑','马','程','序','员','训','练','营'};
  //调用c1的newInstance方法，把chars传递过去，返回的是Object，把它强制转换为String类型
  String str1 = (String)c1.newInstance(chars);
  System.out.println(str1);
 }

上面程序的打印结果是：黑马程序员训练营

成功的通过构造方法拿到一个String对象，相当于char[] chars = {'黑','马','程','序','员','训','练','营'};  String s = new String(chars);，Class类提供的newInstace方法，其实使用的就是对应类的空的构造方法，为了方便我们编程而提供的此方法。

下面就来说下对Java类各个元素的反射，以下面这个类为例子：

public class Point implements Serializable {
 private int x;
 private int y;
 
 public Point(int x,int y) {
  this.x = x;
  this.y = y;
 }

 public String toString() {
  return "x = " + x + "," + "y = " + y;
 }
}

成员变量的反射

描述类成员变量的类为Field，它提供有关类或接口的单个字段的信息，以及对它的动态访问权限，它代表的是字节码中的一个成员变量，而不是某个对象的成员变量。反射的字段可能是一个静态字段或者是实例

字段，与获得Constructor类似， Class类也提供了一系列的获得Field的方法。

通过反射拿到 ReflectPoint对象的公共成员变量的值y

public static void main(String[] args) throws Exception { 
  //new出测试的对象
  ReflectPoint p1 = new ReflectPoint(520,909);
  //获得ReflectPoint类的成员变量y
  Field field = ReflectPoint.class.getField("y");
  //得到p1对象，字段y的值
  System.out.println(field.get(p1));
 }

 程序运行结果：909，使用getField这个方法只能拿到访问符是public的成员，面向对象的三大特性之一是封装，在程序中成员变量一般    都是私有的，获得私有成员变量和获得公共的成员变量有区别。

通过反射拿到 ReflectPoint对象的私有成员变量的值x

public static void main(String[] args) throws Exception { 
  //new出测试的对象
  ReflectPoint p1 = new ReflectPoint(520,909);
  //获得ReflectPoint类的成员变量y
  Field field = ReflectPoint.class.getDeclaredField("x");
  //私有成员默认是不可访问的，要设置为可以访问
  field.setAccessible(true);
  //得到p1对象，字段y的值
  System.out.println(field.get(p1)); 
 }

拿到某个私有变量使用的方法getDeclaredField(name),有别于拿到公共对象。私有变量对应的Field，默认是不可见的，使用它之前首先需要通过Field类的setAccessible方法，设置下访问权限为true。这种反射方式也被成为暴利反射，在hibernate中如果把@ID这个注解设置在私有变量上，hibernate就可以获得它的值，使用的就是这个技术。

还可以通过反射把某个对象身上的值改掉

public static void main(String[] args) throws Exception { 
  //new出测试的对象
  ReflectPoint p1 = new ReflectPoint(520,909);
  //获得ReflectPoint类的成员变量y
  Field field = ReflectPoint.class.getDeclaredField("x");
  //私有成员默认是不可访问的，要设置为可以访问
  field.setAccessible(true);
  //得到p1对象，字段y的值
  System.out.println("before: " + field.get(p1));
  //把p1对象的x值修改为0
  field.set(p1, 0);
  System.out.println("after: " + field.get(p1));
 }

方法的反射

对方法的反射使用的是Method这个类，Method类代表某个类中的一个成员方法。拿到字节码中的某个方法Method后，可以对具体一个对象调用这个方法，下面比较一下一般的方法调用和反射调用

public static void main(String[] args) throws Exception { 
  String str = "黑马程序员训练营";
  Method charAt = Class.forName("java.lang.String").getMethod("charAt", int.class);
  //若要获得str的第二个字符，通常的方式为
  System.out.println(str.charAt(2));
  //通过反射的方式
  System.out.println(charAt.invoke(str, 2));
 }

如果传递给Method对象的invoke方法的第一个参数为null，说明这个Method对象对应的是一个静态方法。

数组的反射

在对数组反射钱，首先要了解下关于数组类型有几个基础知识

1、具有相同维数和元素类型的数组属于同一个类型，既具有相同的Class实例对象

2、基本类型的一维数组可以被当做Object类型使用，不能当做Object[]类型使用；而非基本数组，既可以当做Object类型使用，又可以当做Object[]类型使用

对于数组的反射，Array这个工具类提供了支持

现有一个数组，通过反射，获得这个数组的长度，并改掉第0个位置的值

public static void main(String[] args) throws Exception {
  //初始化一个String数组
  String[] strs = {new String("黑"),new String("马")}; 
  //通过反射拿到strs的长度
  System.out.println("反射  " + "strs的长度为" + Array.getLength(strs)); 
  //通过反射改掉strs[0]
  Array.set(strs, 0, new String("黑黒"));
  //遍历strs数组，若打印出黑黒马，则反射成功
  for (String s : strs) {
   System.out.print(s);
  } 
 }

从上面的程序可以看出，对数组的反射较为简单，使用jdk为我们提供的Array工具类即可

关于反射，大致就有这么多。关于反射大家可以去看张孝祥老师的Java高新技术视频，下载地址

http://www.itcast.cn/channel/video.shtml#java

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