第十五章 反射
15.1 Java反射机制概述
- Reflection（反射）是被视为动态语言的关键，反射机制允许程序在执行期借助于Reflection API取得任何类的内部信息，并能直接操作任意对象的内部属性及方法。
- 加载完类之后，在堆内存的方法区中就产生了一个Class类型的对象（一个类只有一个Class对象），这个对象就包含了完整的类的结构信息。我们可以通过这个对象看到类的结构。这个对象就像一面镜子，透过这个镜子看到类的结构，所以，我们形象的称之为：反射。
15.2 理解Class类并获取Class的实例
package atguigu.java;
import org.junit.Test;
import sun.plugin2.message.ShowDocumentMessage;
import java.lang.annotation.ElementType;
import java.lang.reflect.Constructor;
import java.lang.reflect.Field;
import java.lang.reflect.InvocationTargetException;
import java.lang.reflect.Method;
/**
* @author xq
* @create 2021-01-05-14:46
*/
public class ReflectionTest {
//反射之前，对于Person类的操作
@Test
public void test1(){
//1.创建Person类的对象
Person p1 = new Person("tom",12);
//2.通过对象，调用其内部的属性，方法
p1.age = 10;
System.out.println(p1.toString());
p1.show();
//在Person类外部，不可以通过Person类的对象调用其内部的私有结构。
//比如：name，showNation()以及私有构造器
}
//反射之后，对于Person的操作
@Test
public void test2() throws Exception {
//1.通过反射，创建Person类的对象
Class c = Person.class;
Constructor cons = c.getConstructor(String.class, int.class);
Object obj = cons.newInstance("Tom", 12);
Person p = (Person) obj;
System.out.println(p.toString());
//2.通过反射，调用对象指定的属性、方法
//调用属性
Field age = c.getDeclaredField("age");
age.set(p, 10);
System.out.println(p.toString());
//调用方法
Method show = c.getDeclaredMethod("show");
show.invoke(p);
//通过反射，可以调用Person类的私有结构。比如：私有的构造器、方法、属性
//调用私有的构造器
Constructor cons1 = c.getDeclaredConstructor(String.class);
cons1.setAccessible(true);
Object p1 = cons1.newInstance("Jerry");
System.out.println(p1.toString());
//调用私有的属性
Field name = c.getDeclaredField("name");
name.setAccessible(true);
name.set(p1, "Hense");
System.out.println(p1);
//调用私有的方法
Method showNation = c.getDeclaredMethod("showNation", String.class);
showNation.setAccessible(true);
showNation.invoke(p1, "中国");//相当于p1.showNation("中国")
}
//通过直接new的方式或反射的方式都可以调用公共的结构，开发中到底用哪个
//建议：直接new的方式
//什么时候会使用:反射的方式。反射的特征：动态性
//反射机制与面向对象中的封装性是不是矛盾的，如何看待？
/*
关于java.lang.Class类的理解
1.类的加载过程：
程序经过javac.exe命令后，会生成一个或多个字节码文件(.class)，接着我们使用java.exe命令对某个
字节码文件进行解释运行。相当于将某个字节码文件加载到内存中。此过程就称为类的加载。加载到内存中的
类，我们就称为运行时类，此运行时类，就作为Class的一个实例。
2.换句话说：Class的实力就对应着一个运行时类
3.加载到内存中的运行时类，会缓存一定的时间。再次时间之内，我们可以通过不同的方式来获取此运行时类。
*/
//获取Class的实例的方式（前三种方式需要掌握）
@Test
public void test3() throws ClassNotFoundException {
//方式一：
Class<Person> c = Person.class;
System.out.println(c);
//方式二：通过运行时类的对象,调用getClass()
Person p1 = new Person();
System.out.println(p1.getClass());
//方式三：调用Class的静态方法：forName(String classPath)
System.out.println(Class.forName("atguigu.java.Person"));
//方式四：使用类的加载器：ClassLoader(了解)
ClassLoader classLoader = ReflectionTest.class.getClassLoader();
Class c2 = classLoader.loadClass("atguigu.java.Person");
System.out.println(c2);
System.out.println(c2 == c);
}
//万事万物皆对象？
//Class实例可以是哪些结构的说明：
@Test
public void test4(){
Class c1 = Object.class;
Class c2 = Comparable.class;
Class c3 = String[].class;
Class c4 = int[][].class;
Class c5 = ElementType.class;
Class c6 = Override.class;
Class c7 = int.class;
Class c8 = void.class;
Class c9 = Class.class;
int[] a = new int[10];
int[] b = new int[100];
Class c10 = a.getClass();
Class c11 = b.getClass();
// 只要元素类型与维度一样，就是同一个Class
System.out.println(c10 == c11);
}
}package atguigu.java;
/**
* @author xq
* @create 2021-01-05-14:46
*/
public class Person {
private String name;
public int age;
public Person() {
}
public Person(String name, int age) {
this.name = name;
this.age = age;
}
private Person(String name) {
this.name = name;
}
public String getName() {
return name;
}
public void setName(String name) {
this.name = name;
}
public int getAge() {
return age;
}
public void setAge(int age) {
this.age = age;
}
@Override
public String toString() {
return "Person{" +
"name='" + name + '\'' +
", age=" + age +
'}';
}
public void show(){
System.out.println("你好");
}
private String showNation(String nation){
System.out.println("我的国籍是" + nation);
return nation;
}
}
15.3 类的加载与ClassLoader的理解
package atguigu.java;
import org.junit.Test;
import java.io.FileInputStream;
import java.io.FileNotFoundException;
import java.io.IOException;
import java.io.InputStream;
import java.util.Properties;
/**
* 了解类的加载器
* @author xq
* @create 2021-01-06-10:46
*/
public class ClassLoaderTest {
@Test
public void test1(){
//对于自定义类，使用系统类加载器进行加载
ClassLoader classLoader = ClassLoaderTest.class.getClassLoader();
System.out.println(classLoader);
//调用系统类加载器的getParent():获取扩展类加载器
ClassLoader classLoader1 = classLoader.getParent();
System.out.println(classLoader1);
//调用系统类加载器的getParent():无法获取引导类加载器
//引导类加载器主要负责加载java的核心类库，无法加载自定义类的
ClassLoader classLoader2 = classLoader1.getParent();
System.out.println(classLoader2);
ClassLoader classLoader3 = String.class.getClassLoader();
System.out.println(classLoader3);
}
/*
Properties:用来读取配置文件。
*/
@Test
public void test2() throws IOException {
Properties pros = new Properties();
//此时的文件默认在当前的module下。
//读取配置文件的方式一：
//FileInputStream fis = new FileInputStream("jdbc.properties");
//pros.load(fis);
//读取配置文件的方式二：使用ClassLoader
//配置文件默认识别为:当前module的src下
ClassLoader classLoader = ClassLoaderTest.class.getClassLoader();
InputStream is = classLoader.getResourceAsStream("jdbc1.properties");
pros.load(is);
String user = pros.getProperty("user");
String password = pros.getProperty("password");
System.out.println("user = " + user + "," + "password = " + password);
}
}
15.4 创建运行时类的对象
package atguigu.java;
import org.junit.Test;
import java.util.Random;
/**
* 通过反射创建对应的运行时类的对象
* @author xq
* @create 2021-01-06-11:10
*/
public class NewInstanceTest {
@Test
public void test1() throws IllegalAccessException, InstantiationException {
Class<Person> c = Person.class;
/*
newInstance():调用此方法，创建对应的运行时类的对象。内部调用了运行时类的空参的
要想此方法正常的创建运行时类的对象，要求：
1.运行时类必须提供空参的构造器
2.空参的构造器的访问权限得够。通常设置为public。
在javabean中要求提供一个public的空参构造器。原因：
1.便于通过反射，创建运行时类的对象
2.便于子类继承此运行时类，默认调用super()时，保证父类有此构造器
*/
Person obj = c.newInstance();
System.out.println(obj);
}
//反射的动态性
@Test
public void test2(){
int num = new Random().nextInt(3);//0,1,2
String classPath = "";
switch(num){
case 0:
classPath = "java.util.Date";
break;
case 1:
classPath = "java.lang.Object";
break;
case 2:
classPath = "atguigu.java.Person";
break;
}
try {
Object instance = getInstance(classPath);
System.out.println(instance);
} catch (ClassNotFoundException e) {
e.printStackTrace();
} catch (IllegalAccessException e) {
e.printStackTrace();
} catch (InstantiationException e) {
e.printStackTrace();
}
}
/*
此方法创建一个指定类的对象。
classPath:指定类的全类名
*/
public Object getInstance(String classPath) throws ClassNotFoundException, IllegalAccessException, InstantiationException {
Class c = Class.forName(classPath);
return c.newInstance();
}
}
15-5 获取运行时类的完整结构
以属性为例
package atguigu.java2;
import atguigu.java1.Person;
import org.junit.Test;
import java.lang.reflect.Field;
import java.lang.reflect.Modifier;
/**
* 获取当前运行时类的属性结构
* @author xq
* @create 2021-01-06-14:05
*/
public class FieldTest {
@Test
public void test1(){
Class c = Person.class;
//获取属性结构
//getFields():获取当前运行时类及其父类中声明为public访问权限的属性
Field[] fields = c.getFields();
for(Field f : fields){
System.out.println(f);
}
//getDeclaredFields():获取当前运行时类中声明的所有属性。（不包含父类中声明的属性）
Field[] declaredField = c.getDeclaredFields();
for(Field f : declaredField){
System.out.println(f);
}
}
//权限修饰符 数据类型 变量名 =。。。。
@Test
public void test2(){
Class c = Person.class;
Field[] declaredFields = c.getDeclaredFields();
for(Field f : declaredFields){
//1.权限修饰符
int modifiers = f.getModifiers();
System.out.print(Modifier.toString(modifiers) + "\t");
//2.数据类型
Class type = f.getType();
System.out.print(type + "\t");
//3.变量名
String fName = f.getName();
System.out.print(fName);
System.out.println();
}
}
}
15.6 调用运行时类的指定结构
package atguigu.java2;
import atguigu.java1.Person;
import org.junit.Test;
import java.lang.reflect.Field;
import java.lang.reflect.Method;
/**
* 调用运行时类中指定的结构：属性、方法、构造器
* @author xq
* @create 2021-01-06-15:34
*/
public class ReflectionTest {
/*
*/
@Test
public void testField() throws Exception {
Class c = Person.class;
//创建运行时类的对象
Person p = (Person) c.newInstance();
//获取指定的属性:要求运行时类中属性声明为public
//通常不用此方法
Field id = c.getField("id");
/*
设置当前属性的值
set():参数1：指明设置哪个对象的属性 参数2：将此属性值设置为多少
*/
id.set(p, "1001");
/*
获取当前属性的值
get():参数1：获取哪个对象的当前属性值
*/
int o = (int) id.get(p);
}
/*
如何操作运行时类的指定属性---->需要掌握
*/
@Test
public void testField1() throws Exception{
Class c = Person.class;
//创建运行时类的对象
Person p = (Person) c.newInstance();
//getDeclaredField(String fieldName):获取运行时类中指定变量名的属性
Field name = c.getDeclaredField("name");
//2.保证当前属性是可访问的
name.setAccessible(true);
//3.获取，设置指定对象的此属性值
name.set(p,"Tom");
System.out.println(name.get(p));
}
/*
如何操作运行时类的指定方法---->需要掌握
*/
@Test
public void testMethod() throws Exception{
Class c = Person.class;
//创建运行时类的对象
Person p = (Person) c.newInstance();
/*
1.获取指定的某个方法
getDeclaredMethod():参数1：指明获取的方法的名称 参数2：指明获取的方法的形参列表
*/
Method show = c.getDeclaredMethod("show", String.class);
/*
2.保证当前方法可访问
*/
show.setAccessible(true);
/*3.调用invoke
invoke():参数1：方法的调用者 参数2：给方法形参赋值的实参
invoke()的返回值即为对应类中调用的方法的返回值。
*/
Object returnValue = show.invoke(p, "CHN");//String nation = p.show("CHN");
System.out.println("*******************如何调用静态方法****************");
/*
private static void showDesc()
*/
Method showDesc = c.getDeclaredMethod("showDesc");
showDesc.setAccessible(true);
//如果调用的运行时类中的方法没有返回值，则此invoke()返回null
Object returnVal = showDesc.invoke(c);
System.out.println(returnVal);//null
}
}
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