Java开发之路

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[Java开发之路]（14）反射机制

x33g5p2x  于2021-03-13 发布在 其他  
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1.Class类

普通对象构造方式：

  1. // 创建Book实例对象
  3. Book book = new Book();

对于Class的实例对象如何构造呢？

Class的构造函数是私有的，只有JVM才能创建实例对象

  1. // Class的构造函数是私有的，只有JVM才能创建Class实例对象
  2. Class class1 = new Class();  // 错误
  1. public final class Class<T> implements java.io.Serializable,
  2.                               java.lang.reflect.GenericDeclaration,
  3.                               java.lang.reflect.Type,
  4.                               java.lang.reflect.AnnotatedElement {
  5.  
  6.     /*
  7.      * Constructor. Only the Java Virtual Machine creates Class
  8.      * objects.
  9.      */
  10.     private Class() {}
  11.  
  12.     ....
  13.  
  14. }

Class有三种表示方式：

（1）XXX.class  XXX为类名  

实际再告诉我们任何一个类都有一个隐含的已经太成员变量class

  1. Class class1 =  Book.class;

（2）XXX.getClass()  XXX为对象名称

已知该类的实例对象，通过getClass()方法获取

  1. Book book = new Book(); 
  2. Class class2 = book.getClass();

（3）通过Class类的forName方法获取  

  1. try {
  2. 			Class class3 = Class.forName("com.qunar.bean.Book");
  3. 			System.out.println(class1 == class2);
  4. 			System.out.println(class1 == class3);
  5. 		} catch (ClassNotFoundException e) {
  6. 			e.printStackTrace();
  7. 		}

我们完全可以通过类的类类型创建该类的对象实例，通过class1，class2以及class3创建Book的实例

  1. try {
  2. 			Class class3 = Class.forName("com.qunar.bean.Book");
  3. 			// 通过类类型的newInstance方法创建实例对象
  4. 			Book book2 = (Book)class3.newInstance();
  5. 			book2.setPrice("23.4");
  6. 		} catch (ClassNotFoundException e) {
  7. 			e.printStackTrace();
  8. 		} catch (InstantiationException e) {
  9. 			e.printStackTrace();
  10. 		} catch (IllegalAccessException e) {
  11. 			e.printStackTrace();
  12. 		}

2.Class动态加载类

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。

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。

3.反射

反射机制--用来检查可用的方法，并返回方法名。

人们想要在运行时获取类的信息的另一个动机，便是希望提供在跨网络的远程平台上创建和运行对象的能力。这被称为远程方法调用，它允许一个Java程序将对象分布到多台机器上。

class类与java.lang.reflect类库一起对反射的概念进行了支持，该类库包含了Filed,Method以及Constructor类（每个类都实现了Member接口）。这些类型的对象是由JVM在运行时创建的，用以表示未知类里对应的成员。这样你就可以使用Constructor创建新的对象，用get()和set()方法读取和修改与Field对象关联的字段，用invoke()方法调用与method对象关联的方法。另外，还可以调用getFields(),getMethods()和getConstructors()等很便利的方法，以返回表示字段，方法以及构造器的对象的数组。这样，匿名对象的类信息就能在运行时被完全确定下来，而在编译时不需要知道任何事情。

其实，反射机制并没有什么神奇之处。当通过反射与一个未知类型的对象打交道时，JVM只知道简单的检查这个对象，看它属于哪个特定的类。在用它做其他事情之前，我们必须先加载这个类的class对象。因此，那个类的.class文件对于JVM来说必须是可获取的，要么在本地机器上，要么可以通过网络可以获得。对于反射机制而言，在编译时不能取得.class文件，只能在运行时打开和检查.class文件。

3.1 获取方法信息

  1. package com.qunar.reflect;
  2.  
  3. public class ReflectDemo {
  4.  
  5. 	public static void main(String[] args) {
  6. 		// int的类类型
  7. 		Class class1 = int.class;
  8. 		Class class2 = String.class;
  9. 		Class class3 = double.class;
  10. 		Class class4 = Double.class;
  11. 		Class class5 = void.class;
  12. 		
  13. 		System.out.println("class1->" + class1.getName());
  14. 		System.out.println("class2->" + class2.getName());
  15. 		System.out.println("class3->" + class3.getName());
  16. 		System.out.println("class4->" + class4.getName());
  17. 		System.out.println("class5->" + class5.getName());
  18. 	}
  19. }

运行结果：

<table cellspacing="0" cellpadding="0" style="margin:8px 0px; border-collapse:collapse; border:1px solid rgb(187,187,187); width:892px"><tbody><tr><td style="padding:4px 8px; border-collapse:collapse; border:1px solid rgb(187,187,187); width:875px"><br/><div style="margin:0px"><span style="font-size:14pt; color:windowtext; font-family:微软雅黑">class1-&gt;int</span></div><div style="margin:0px"><span style="font-size:14pt; color:windowtext; font-family:微软雅黑">class2-&gt;java.lang.String</span></div><div style="margin:0px"><span style="font-size:14pt; color:windowtext; font-family:微软雅黑">class3-&gt;double</span></div><div style="margin:0px"><span style="font-size:14pt; color:windowtext; font-family:微软雅黑">class4-&gt;java.lang.Double</span></div><div style="margin:0px"><span style="font-size:14pt; color:windowtext; font-family:微软雅黑">class5-&gt;void</span></div></td></tr></tbody></table>

  1. // 只打印简单名称（不包含包名称）
  2. System.out.println("class2->" + class2.getSimpleName()); // String
  1. /**
  2. 	 * 打印类成员方法信息（public函数，包括父类继承而来的）
  3. 	 * @param object
  4. 	 */
  5. 	public static void PrintClassPublicFunction(Object object){
  6. 		// 获取类的信息，首先获取类的类类型
  7. 		// 传递的是哪个子类的对象 c 就是该子类的类类型
  8. 		Class c = object.getClass();
  9. 		System.out.println("类的全称是：" + c.getName());
  10. 		// 一个成员方法就是一个method对象
  11. 		// getMethods方法是获取的是所有public的函数，包括父类继承而来的
  12. 		Method[] methods = c.getMethods();
  13. 		for (Method method : methods) {
  14. 			// 获取方法返回值类型的类类型
  15. 			Class returnType = method.getReturnType();
  16. 			System.out.print(returnType.getName() + " ");
  17. 			
  18. 			// 获取方法的名称
  19. 			System.out.print(method.getName() + "(");
  20. 			
  21. 			// 获取方法参数
  22. 			// 得到方法参数列表中类型的类类型
  23. 			Class[] paramTypes = method.getParameterTypes();
  24. 			int size = paramTypes.length;
  25. 			for (int i = 0;i < size;++i) {
  26. 				if(i != 0){
  27. 					System.out.print(",");
  28. 				}//if
  29. 				System.out.print(paramTypes[i].getName());
  30. 			}//for
  31. 			System.out.println(")");
  32. 		}//for
  33. 	}

运行结果：

<table cellspacing="0" cellpadding="0" style="margin:8px 0px; border-collapse:collapse; border:1px solid rgb(187,187,187); width:892px"><tbody><tr><td style="padding:4px 8px; border-collapse:collapse; border:1px solid rgb(187,187,187); width:875px"><div style="margin:0px"><span style="font-size:14pt; color:windowtext; font-family:微软雅黑">boolean startsWith(java.lang.String)</span></div><div style="margin:0px"><span style="font-size:14pt; color:windowtext; font-family:微软雅黑">boolean startsWith(java.lang.String,int)</span></div><div style="margin:0px"><span style="font-size:14pt; color:windowtext; font-family:微软雅黑">java.lang.CharSequence subSequence(int,int)</span></div><div style="margin:0px"><span style="font-size:14pt; color:windowtext; font-family:微软雅黑">java.lang.String substring(int,int)</span></div><div style="margin:0px"><span style="font-size:14pt; color:windowtext; font-family:微软雅黑">java.lang.String substring(int)</span></div><div style="margin:0px"><span style="font-size:14pt; color:windowtext; font-family:微软雅黑">[C toCharArray()</span></div><div style="margin:0px"><span style="font-size:14pt; color:windowtext; font-family:微软雅黑">java.lang.String toLowerCase(java.util.Locale)</span></div><div style="margin:0px"><span style="font-size:14pt; color:windowtext; font-family:微软雅黑">java.lang.String toLowerCase()</span></div><div style="margin:0px"><span style="font-size:14pt; color:windowtext; font-family:微软雅黑">java.lang.String toUpperCase()</span></div><div style="margin:0px"><span style="font-size:14pt; color:windowtext; font-family:微软雅黑">java.lang.String valueOf([C)</span></div><div style="margin:0px"><span style="font-size:14pt; color:windowtext; font-family:微软雅黑">java.lang.Class getClass()</span></div><div style="margin:0px"><span style="font-size:14pt; color:windowtext; font-family:微软雅黑">void notify()</span></div><div style="margin:0px"><span style="font-size:14pt; color:windowtext; font-family:微软雅黑">void notifyAll()</span></div><div style="margin:0px"><span style="font-size:14pt; color:windowtext; font-family:微软雅黑">void wait(long)</span></div><div style="margin:0px"><span style="font-size:14pt; color:windowtext; font-family:微软雅黑">void wait(long,int)</span></div><div style="margin:0px"><span style="font-size:14pt; color:windowtext; font-family:微软雅黑">void wait()</span></div>....</td></tr></tbody></table>

3.2 获取成员变量信息

  1. /**
  2. 	 * 打印类成员变量信息
  3. 	 * @param object
  4. 	 */
  5. 	public static void PrintClassFiled(Object object){
  6. 		// 获取类的信息，首先获取类的类类型
  7. 		// 传递的是哪个子类的对象 c 就是该子类的类类型
  8. 		Class c = object.getClass();
  9. 		
  10. 		/* 成员变量也是对象，java.lang.reflect.Field 类封装了关于成员变量的操作
  11. 		 * getFields()方法获取的是所有的public的成员变量的信息
  12. 		 * getDeclaredFields()获取的是该类自己声明的成员变量的信息
  13. 		 */
  14. 		Field[] fields = c.getDeclaredFields();
  15. 		for (Field field : fields) {
  16. 			// 得到成员变量的类型的类类型
  17. 			Class fieldType = field.getType();
  18. 			// 得到成员变量的类型
  19. 			System.out.print(fieldType.getName() + " ");
  20. 			// 得到成员变量的名称
  21. 			System.out.println(field.getName());
  22. 		}//for
  23. 	}

运行结果：

<table cellspacing="0" cellpadding="0" style="margin:8px 0px; border-collapse:collapse; border:1px solid rgb(187,187,187); width:892px"><tbody><tr><td style="padding:4px 8px; border-collapse:collapse; border:1px solid rgb(187,187,187); width:875px"><br/><div style="margin:0px"><span style="font-size:14pt; color:windowtext; font-family:微软雅黑">int MIN_VALUE</span></div><div style="margin:0px"><span style="font-size:14pt; color:windowtext; font-family:微软雅黑">int MAX_VALUE</span></div><div style="margin:0px"><span style="font-size:14pt; color:windowtext; font-family:微软雅黑">java.lang.Class TYPE</span></div><div style="margin:0px"><span style="font-size:14pt; color:windowtext; font-family:微软雅黑">[C digits</span></div><div style="margin:0px"><span style="font-size:14pt; color:windowtext; font-family:微软雅黑">[C DigitTens</span></div><div style="margin:0px"><span style="font-size:14pt; color:windowtext; font-family:微软雅黑">[C DigitOnes</span></div><div style="margin:0px"><span style="font-size:14pt; color:windowtext; font-family:微软雅黑">[I sizeTable</span></div><div style="margin:0px"><span style="font-size:14pt; color:windowtext; font-family:微软雅黑">int value</span></div><div style="margin:0px"><span style="font-size:14pt; color:windowtext; font-family:微软雅黑">int SIZE</span></div><div style="margin:0px"><span style="font-size:14pt; color:windowtext; font-family:微软雅黑">long serialVersionUID</span></div><div style="margin:0px"><span style="font-size:14pt; color:windowtext; font-family:微软雅黑">boolean $assertionsDisabled</span></div></td></tr></tbody></table>

3.3 获取构造函数信息

  1. /**
  2. 	 * 打印类构造函数信息
  3. 	 * @param object
  4. 	 */
  5. 	public static void PrintClassConstructor(Object object){
  6. 		// 获取类的信息，首先获取类的类类型
  7. 		// 传递的是哪个子类的对象 c 就是该子类的类类型
  8. 		Class c = object.getClass();
  9. 				
  10. 		/* 构造函数也是对象，java.lang.reflect.Constructor 类封装了关于构造函数的操作
  11. 		 * getConstructors()方法获取的是所有的public的构造函数的信息
  12. 		 * getDeclaredConstructors()获取的是该类自己声明的构造函数的信息
  13. 		 */
  14. 		Constructor[] constructors = c.getConstructors();
  15. 		for (Constructor constructor : constructors) {
  16. 			// 构造函数的名称
  17. 			System.out.print(constructor.getName() + "(");
  18. 			// 获取构造函数的参数列表，得到的是参数列表的类类型
  19. 			Class[] paramTypes = constructor.getParameterTypes();
  20. 			int size = paramTypes.length;
  21. 			for(int i = 0;i < size;++i){
  22. 				if(i != 0){
  23. 					System.out.print(",");
  24. 				}//if
  25. 				// 得到参数名称
  26. 				System.out.print(paramTypes[i].getName());
  27. 			}//for
  28. 			System.out.println(")");
  29. 		}//for
  30. 	}

运行结果：

<table cellspacing="0" cellpadding="0" style="margin:8px 0px; border-collapse:collapse; border:1px solid rgb(187,187,187); width:892px"><tbody><tr><td style="padding:4px 8px; border-collapse:collapse; border:1px solid rgb(187,187,187); width:875px"><br/><div style="margin:0px"><span style="font-size:14pt; color:windowtext; font-family:微软雅黑">java.lang.String([B)</span></div><div style="margin:0px"><span style="font-size:14pt; color:windowtext; font-family:微软雅黑">java.lang.String([B,int,int)</span></div><div style="margin:0px"><span style="font-size:14pt; color:windowtext; font-family:微软雅黑">java.lang.String([B,java.nio.charset.Charset)</span></div><div style="margin:0px"><span style="font-size:14pt; color:windowtext; font-family:微软雅黑">java.lang.String([B,java.lang.String)</span></div><div style="margin:0px"><span style="font-size:14pt; color:windowtext; font-family:微软雅黑">java.lang.String([B,int,int,java.nio.charset.Charset)</span></div><div style="margin:0px"><span style="font-size:14pt; color:windowtext; font-family:微软雅黑">java.lang.String(java.lang.StringBuilder)</span></div><div style="margin:0px"><span style="font-size:14pt; color:windowtext; font-family:微软雅黑">java.lang.String(java.lang.StringBuffer)</span></div><div style="margin:0px"><span style="font-size:14pt; color:windowtext; font-family:微软雅黑">java.lang.String([I,int,int)</span></div><div style="margin:0px"><span style="font-size:14pt; color:windowtext; font-family:微软雅黑">java.lang.String([C,int,int)</span></div><div style="margin:0px"><span style="font-size:14pt; color:windowtext; font-family:微软雅黑">java.lang.String([C)</span></div><div style="margin:0px"><span style="font-size:14pt; color:windowtext; font-family:微软雅黑">java.lang.String(java.lang.String)</span></div><div style="margin:0px"><span style="font-size:14pt; color:windowtext; font-family:微软雅黑">java.lang.String()</span></div><div style="margin:0px"><span style="font-size:14pt; color:windowtext; font-family:微软雅黑">java.lang.String([B,int,int,java.lang.String)</span></div><div style="margin:0px"><span style="font-size:14pt; color:windowtext; font-family:微软雅黑">java.lang.String([B,int)</span></div><div style="margin:0px"><span style="font-size:14pt; color:windowtext; font-family:微软雅黑">java.lang.String([B,int,int,int)</span></div></td></tr></tbody></table>

3.4 方法的反射

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。

如何进行操作？通过method.invoke(对象,参数列表)

  1. package com.qunar.reflect;
  2.  
  3. import java.lang.reflect.InvocationTargetException;
  4. import java.lang.reflect.Method;
  5.  
  6. import com.qunar.bean.Calculates;
  7.  
  8.  
  9. public class ReflectDemo {
  10.  
  11. 	public static void main(String[] args) {
  12. 		// 获取类的信息，首先获取类的类类型
  13. 		Calculates calculates = new Calculates();
  14. 		calculates.setNum1(20);
  15. 		calculates.setNum2(40);
  16. 		
  17. 		Class c = calculates.getClass();
  18. 						
  19. 		/* getMethod()方法获取的是public的方法信息
  20. 		 * getDeclaredMethod()获取的是该类自己声明的方法的信息
  21. 		 */
  22. 		try {
  23. 			// 获取方法  名称和参数列表共同决定
  24. 			// Method method = c.getDeclaredMethod("add", new Class[]{int.class,int.class});
  25. 			Method method = c.getDeclaredMethod("add", int.class,int.class);
  26. 			// 方法的反射 
  27. 			// 对于calculates.add(10,40)来说，方法的反射操作是用method方法调用 和 calculates.add(10,40)的效果一样
  28. 			// int result = (int)method.invoke(calculates, new Object[]{10,40});
  29. 			int result = (int)method.invoke(calculates, 10,40);
  30. 			System.out.println(result);
  31. 			
  32. 			// 对于没有参数的方法
  33. 			Method method2 = c.getDeclaredMethod("print");
  34. 			method2.invoke(calculates);
  35. 		} catch (NoSuchMethodException e) {
  36. 			e.printStackTrace();
  37. 		} catch (SecurityException e) {
  38. 			e.printStackTrace();
  39. 		} catch (IllegalAccessException e) {
  40. 			e.printStackTrace();
  41. 		} catch (IllegalArgumentException e) {
  42. 			e.printStackTrace();
  43. 		} catch (InvocationTargetException e) {
  44. 			e.printStackTrace();
  45. 		}
  46. 	}
  47. }

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