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Java反射机制

2016-12-24
Dex

Class类的使用

1) 在面向对象的世界里,万事万物皆对象。

java语言中,静态的成员、普通数据类型类是不是对象呢?类是谁的对象呢?

类是对象,类是java.lang.Class的实例对象。

There is a class named Class

2) 这个类到底如何表示呢?

package com.imooc.reflect;

public class ClassDemo1 {
	public static void main(String[] args) {
		//Foo的实例对象如何表示
		Foo foo1 = new Foo();//foo1就表示出来了.
		//Foo这个类 也是一个实例对象,Class类的实例对象,如何表示呢
		//任何一个类都是Class的实例对象,这个实例对象有三种表示方式
		
		//第一种表示方式--->实际在告诉我们任何一个类都有一个隐含的静态成员变量class
		Class c1 = Foo.class;
		
		//第二中表达方式  已经知道该类的对象通过getClass方法
		Class c2 = foo1.getClass();
		
		/*官网 c1 ,c2 表示了Foo类的类类型(class type)
		 * 万事万物皆对象,
		 * 类也是对象,是Class类的实例对象
		 * 这个对象我们称为该类的类类型
		 * 
		 */
		
		//不管c1  or c2都代表了Foo类的类类型,一个类只可能是Class类的一个实例对象
		System.out.println(c1 == c2);
		
		//第三种表达方式
		Class c3 = null;
		try {
			c3 = Class.forName("com.imooc.reflect.Foo");
		} catch (ClassNotFoundException e) {
			// TODO Auto-generated catch block
			e.printStackTrace();
		}
		System.out.println(c2==c3);
		
		//我们完全可以通过类的类类型创建该类的对象实例---->通过c1 or c2 or c3创建Foo的实例对象
		try {
			Foo foo = (Foo)c1.newInstance();//需要有无参数的构造方法
			foo.print();
		} catch (InstantiationException e) {
			// TODO Auto-generated catch block
			e.printStackTrace();
		} catch (IllegalAccessException e) {
			// TODO Auto-generated catch block
			e.printStackTrace();
		}
	
		
	}
}
class Foo{
	
	void print(){
		System.out.println("foo");
	}
}

动态加载类

什么是动态加载,什么是静态加载?

3) Class.forName(“类的全称”)

  • 不仅表示了类的类类型,还代表了动态加载类
  • 请大家区分编译、运行
  • 编译时刻加载类是静态加载类、运行时刻加载类是动态加载类

new创建对象是静态加载类,在编译时刻就需要加载所有的可能使用到的类。

动态加载类,在运行时刻加载:

Class c = Class.forName(args[0]);

通过类类型,创建该类对象

Class officeAble = (officeAble)c.newInstance();

获取方法信息

package com.imooc.reflect;

public class ClassDemo2 {
	public static void main(String[] args) {
		
		Class c1 = int.class;//int 的类类型
		Class c2 = String.class;//String类的类类型   String类字节码(自己发明的)
		Class c3 = double.class;
		Class c4 = Double.class;
		Class c5 = void.class;
		
		System.out.println(c1.getName());
		System.out.println(c2.getName());
		System.out.println(c2.getSimpleName());//不包含包名的类的名称
		System.out.println(c5.getName());
	}

}

4) 基本数据类型、void关键字都存在类类型。

5) Class类的基本API操作

获取成员变量、构造函数信息

package com.imooc.reflect;

import java.lang.reflect.Constructor;
import java.lang.reflect.Field;
import java.lang.reflect.Method;

public class ClassUtil {
	/**
	 * 打印类的信息,包括类的成员函数、成员变量(只获取成员函数)
	 * @param obj 该对象所属类的信息
	 */
	public static void printClassMethodMessage(Object obj){
		//要获取类的信息  首先要获取类的类类型
		Class c = obj.getClass();//传递的是哪个子类的对象  c就是该子类的类类型
		//获取类的名称
		System.out.println("类的名称是:"+c.getName());
		/*
		 * Method类,方法对象
		 * 一个成员方法就是一个Method对象
		 * getMethods()方法获取的是所有的public的函数,包括父类继承而来的
		 * getDeclaredMethods()获取的是所有该类自己声明的方法,不问访问权限
		 */
		Method[] ms = c.getMethods();//c.getDeclaredMethods()
		for(int i = 0; i < ms.length;i++){
			//得到方法的返回值类型的类类型
			Class returnType = ms[i].getReturnType();
			System.out.print(returnType.getName()+" ");
			//得到方法的名称
			System.out.print(ms[i].getName()+"(");
			//获取参数类型--->得到的是参数列表的类型的类类型
			Class[] paramTypes = ms[i].getParameterTypes();
			for (Class class1 : paramTypes) {
				System.out.print(class1.getName()+",");
			}
			System.out.println(")");
		}
	}
    /**
     * 获取成员变量的信息
     * @param obj
     */
	public static void printFieldMessage(Object obj) {
		Class c = obj.getClass();
		/*
		 * 成员变量也是对象
		 * java.lang.reflect.Field
		 * Field类封装了关于成员变量的操作
		 * getFields()方法获取的是所有的public的成员变量的信息
		 * getDeclaredFields获取的是该类自己声明的成员变量的信息
		 */
		//Field[] fs = c.getFields();
		Field[] fs = c.getDeclaredFields();
		for (Field field : fs) {
			//得到成员变量的类型的类类型
			Class fieldType = field.getType();
			String typeName = fieldType.getName();
			//得到成员变量的名称
			String fieldName = field.getName();
			System.out.println(typeName+" "+fieldName);
		}
	}
	/**
	 * 打印对象的构造函数的信息
	 * @param obj
	 */
	public static void printConMessage(Object obj){
		Class c = obj.getClass();
		/*
		 * 构造函数也是对象
		 * java.lang. Constructor中封装了构造函数的信息
		 * getConstructors获取所有的public的构造函数
		 * getDeclaredConstructors得到所有的构造函数
		 */
		//Constructor[] cs = c.getConstructors();
		Constructor[] cs = c.getDeclaredConstructors();
		for (Constructor constructor : cs) {
			System.out.print(constructor.getName()+"(");
			//获取构造函数的参数列表--->得到的是参数列表的类类型
			Class[] paramTypes = constructor.getParameterTypes();
			for (Class class1 : paramTypes) {
				System.out.print(class1.getName()+",");
			}
			System.out.println(")");
		}
	}
}

方法反射的基本操作

1) 如何获取某个方法

方法的名称和方法的参数列表才能唯一决定某个方法

2) 方法反射的操作

method.invoke(对象,参数列表)

package com.imooc.reflect;

import java.lang.reflect.Method;

public class MethodDemo1 {
	public static void main(String[] args) {
	   //要获取print(int ,int )方法  1.要获取一个方法就是获取类的信息,获取类的信息首先要获取类的类类型
		A a1 = new A();
		Class c = a1.getClass();
		/*
		 * 2.获取方法 名称和参数列表来决定  
		 * getMethod获取的是public的方法
		 * getDelcaredMethod自己声明的方法
		 */
	    try {
			//Method m =  c.getMethod("print", new Class[]{int.class,int.class});
	    	Method m = c.getMethod("print", int.class,int.class);
	    	
	    	//方法的反射操作  
	    	//a1.print(10, 20);方法的反射操作是用m对象来进行方法调用 和a1.print调用的效果完全相同
	        //方法如果没有返回值返回null,有返回值返回具体的返回值
	    	//Object o = m.invoke(a1,new Object[]{10,20});
	    	Object o = m.invoke(a1, 10,20);
	    	System.out.println("==================");
	    	//获取方法print(String,String)
             Method m1 = c.getMethod("print",String.class,String.class);
             //用方法进行反射操作
             //a1.print("hello", "WORLD");
             o = m1.invoke(a1, "hello","WORLD");
             System.out.println("===================");
           //  Method m2 = c.getMethod("print", new Class[]{});
                Method m2 = c.getMethod("print");
               // m2.invoke(a1, new Object[]{});
                m2.invoke(a1);
		} catch (Exception e) {
			// TODO Auto-generated catch block
			e.printStackTrace();
		} 
     
	}
}
class A{
	public void print(){
		System.out.println("helloworld");
	}
	public void print(int a,int b){
		System.out.println(a+b);
	}
	public void print(String a,String b){
		System.out.println(a.toUpperCase()+","+b.toLowerCase());
	}
}

通过反射了解集合泛型的本质

  • 通过Class、Method来认识泛型的本质

    package com.imooc.reflect;

    import java.lang.reflect.Method; import java.util.ArrayList;

    public class MethodDemo4 { public static void main(String[] args) { ArrayList list = new ArrayList();

          ArrayList<String> list1 = new ArrayList<String>();
          list1.add("hello");
          //list1.add(20);错误的
          Class c1 = list.getClass();
          Class c2 = list1.getClass();
          System.out.println(c1 == c2);
          //反射的操作都是编译之后的操作
    		
          /*
           * c1==c2结果返回true说明编译之后集合的泛型是去泛型化的
           * Java中集合的泛型,是防止错误输入的,只在编译阶段有效,
           * 绕过编译就无效了
           * 验证:我们可以通过方法的反射来操作,绕过编译
           */
          try {
              Method m = c2.getMethod("add", Object.class);
              m.invoke(list1, 20);//绕过编译操作就绕过了泛型
              System.out.println(list1.size());
              System.out.println(list1);
              /*for (String string : list1) {
                  System.out.println(string);
              }*///现在不能这样遍历
          } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
          }
      }
    

    }

反射的基本概念

如果在正常的情况下,如果要使用一个类,则必须按照如下的步骤操作:

  • 使用 import 导入类所在的包;
  • 明确的使用类名称或接口名称定义对象;
  • 通过关键字 new 进行类对象实例化(构造方法: java.lang.reflect.Constructor);
  • 产生对象可以使用“对象.属性”进行类中属性的调用(属性:java.lang.reflect.Field);
  • 通过“对象.方法()”调用类中方法(方法:java.lang.reflect.Method);

而反射的过程呢?不需要有明确类型的对象,所有的对象使用Object表示:

  • 可以直接使用Object与反射机制的混合调用类中的方法

Class类

Class类是整个反射操作源头,而这个类的定义如下:

public final class Class<T>  //反射的泛型几乎无用,使用的时候就用“?”
extends Object
implements Serializable, GenericDeclaration, Type, AnnotatedElement

但是如果是想使用Class类进行操作,那么就必须首先产生Class类的实例化对象,而有如下三种方式可以取得Class类的实例化对象:

  • 方法一: Object类提供了一个返回Class类对象的方法:public Class<?> getClass();
  • 方法二: 利用“类.class”取得,日后见得最多的就是在Hibernate上;
  • 方法三: 利用Class类的static方法取得:public static Class<?> forName(String className) throws ClassNotFoundException

如果是程序设计的人员,使用最多的方法一定是forName()方法,但是如果是使用者,肯定会使用“类.class”; 工厂设计模式最好利用反射机制解决耦合问题。

请解释Object类之中的所有方法以及每一个方法使用上的注意事项

  • 对象克隆:public Object clone() throws CloneNotSupportedException;
    • 克隆对象所在的类一定要实现java.lang.Cloneable接口,而且子类只需要继续调用Object类的clone()方法就可以成功实现克隆操作;
  • 对象输出:public String toString();
    • 直接输出对象时会默认调用toString();
  • 对象比较:public boolean equals(Object obj);
    • 当保存Set集合时,会依靠哈市Code() 和 equals()判断是否为重复对象;
  • 取得对象的hash码:public int hashCode();
    • 可以理解为每一个类对象的唯一编码,比较时会先判断编码是否相同,而后再调用equals()比较;
  • 取得Class类对象:public Class<?> getClass();
    • 通过一个已经实例化好的对象进行对象的反射操作;
  • 线程等待:public void wait() InterceptorException;
    • 执行到此代码时县城要等待执行,一直到执行notify()、notifyAll()方法后唤醒;
  • 唤醒第一个等待线程:public void notify();
  • 唤醒全部等待线程:public void notifyAll();
  • 垃圾回收前释放:public void finalize() throws Throwable;
    • 当使用gc回收无用垃圾空间时默认调用;

利用反射实例化对象


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