day42-反射01
Java反射01
1.反射(reflection)机制
1.1反射机制问题
一个需求引出反射
请看下面问题：
- 根据配置文件 re.properties 指定信息，创建Cat对象并调用方法hi
classfullpath=li.reflection.Cat method=hi
使用现有的技术，你能做的到吗？
-
这样的需求在学习框架时特别多，即通过外部文件配置，在不修改源码的情况下来控制程序，也符合设计模式的ocp原则（开闭原则）
开闭原则：不修改源码，扩展功能
例子：
re.properties:
classfullpath=li.reflection.Cat method=cry
Cat:
package li.reflection;
public class Cat {
private String name = "招财猫";
public void hi() {
System.out.println("hi " + name);
}
public void cry() {
System.out.println(name + " cry");
}
}
ReflectionQuestion:
package li.reflection;
import java.io.FileInputStream;
import java.io.IOException;
import java.lang.reflect.InvocationTargetException;
import java.lang.reflect.Method;
import java.util.Properties;
public class ReflectionQuestion {
public static void main(String[] args) throws IOException, ClassNotFoundException, InstantiationException, IllegalAccessException, NoSuchMethodException, InvocationTargetException {
//根据配置文件 re.properties 指定信息，创建Cat对象 并调用方法hi
//1.传统方法 new 对象 -->调用方法
//Cat cat = new Cat();
//cat.hi();
//2.尝试使用读取文件的方法
//2.1使用properties类，可以读写配置文件
Properties properties = new Properties();
properties.load(new FileInputStream("src\\re.properties"));
String classfullpatch = properties.get("classfullpath").toString();
String methodName = properties.get("method").toString();
System.out.println("classfullpath" + classfullpatch);
System.out.println("method" + methodName);
//2.2创建对象
//使用传统的方法行不通
//3.使用反射机制解决
//3.1加载类,返回一个Class类型的对象cls（这里的Class就是一个类，他的类名就叫Class）
Class cls = Class.forName(classfullpatch);
//3.2通过cls得到加载的类 li.reflection.Cat 的一个对象实例
Object o = cls.newInstance();
System.out.println("o的运行类型=" + o.getClass());//o的运行类型
//3.3通过 cls 得你加载的类 li.reflection.Cat 的methodName"hi" 的方法对象
// 即：在反射机制中，可以把方法视为一个对象（万物皆对象）
Method method1 = cls.getMethod(methodName);
//3.4通过 method1 调用方法：即通过方法对象来实现调用方法
System.out.println("========");
method1.invoke(o);//传统方法： 对象.方法() , 反射机制：方法.invoke(对象)
//意义在与反射机制可以通过不求该源码就完成功能的拓展
/**
* 例如，在Cat类中有两个方法，hi()和cry()，现在要求将调用用的hi方法改为调用cry方法，
* 这时候只需要在配置文件re.properties中修改引用的方法名即可
* 不需像想传统方法一样，需要在源码中修改
*/
}
}
1.2反射机制
1.2.1Java Reflection
- 反射机制允许程序在执行期间借助于Reflection API取得任何类的内部信息（比如成员变量，构造器，成员方法等等），并能够操作对象的属性以及方法。反射在设计模式和框架底层都会用到
- 加载完类之后，在堆中就产生了一个Class类型的对象（一个类只有一个Class对象），这个对象包含了类的完整结构信息。通过这个对象得到类的结构。这个Class对象就像一面镜子，透过这个镜子看到了的结构，所以形象地称之为：反射
例如：一个Person类型的实例对象叫 p
则 p 对象 - -> 类型 Person类
Class 对象 cls --> 类型 Class 类（这个类的名字就叫Class）
1.2.2Java反射机制原理图
- Java反射机制可以完成
- 在运行时判断任意一个对象所属的类
- 在运行时构造任意一个类的对象
- 在运行时得到任意一个类所具有的成员变量和方法
- 在运行时调用任意一个对象的成员变量和方法
- 生成动态代理
1.2.3反射相关类
反射相关的主要类:
- java.lang.Class：代表一个类，Class对象表示某个类加载过后在堆中的对象
- java.lang.reflect.Method：表示类的方法（Method对象表示某个类的方法）
- java.lang.reflect.Field：表示类的成员变量（Field对象表示某个类的成员变量）
- java.lang.reflect.Constructor：表示类的构造方法（Constructor对象表示某个类的构造器）
这些类在 java.lang.reflect
例子：
Cat：
package li.reflection;
public class Cat {
private String name = "招财猫";
public int age = 10;
public Cat() {
}//无参构造器
public Cat(String name) {
this.name = name;
}
public void hi() {
System.out.println("hi " + name);
}
public void cry() {
System.out.println(name + " cry");
}
}
re.properties:
classfullpath=li.reflection.Cat method=hi
Reflection01：
package li.reflection;
import java.io.FileInputStream;
import java.lang.reflect.Constructor;
import java.lang.reflect.Field;
import java.lang.reflect.Method;
import java.util.Properties;
public class Reflection01 {
public static void main(String[] args) throws Exception {
//使用properties类，读写配置文件
Properties properties = new Properties();
properties.load(new FileInputStream("src\\re.properties"));
String classfullpatch = properties.get("classfullpath").toString();
String methodName = properties.get("method").toString();
System.out.println("classfullpath" + classfullpatch);
System.out.println("method" + methodName);
//反射机制
//1.加载类,返回一个Class类型的对象cls（这里的Class就是一个类，他的类名就叫Class）
Class cls = Class.forName(classfullpatch);
//通过cls得到加载的类 li.reflection.Cat 的一个对象实例
Object o = cls.newInstance();
System.out.println("o的运行类型=" + o.getClass());//o的运行类型
//2.通过 cls得到加载的类 li.reflection.Cat 的methodName"hi" 的方法对象
// 即：在反射机制中，可以把方法视为一个对象（万物皆对象）
Method method1 = cls.getMethod(methodName);
//通过 method1 调用方法：即通过方法对象来实现调用方法
System.out.println("========");
method1.invoke(o);//传统方法： 对象.方法() , 反射机制：方法.invoke(对象)
//3.java.lang.reflect.Field：表示类的成员变量（Field对象表示某个类的成员变量）
//得到name字段
//getField不能得到私有的属性
Field nameField = cls.getField("age");
System.out.println(nameField.get(o));//传统方法：对象.成员变量 ， 反射：成员变量的对象.get(对象)
//4.java.lang.reflect.Constructor：表示类的构造方法（Constructor对象表示某个类的构造器）
Constructor constructor1 = cls.getConstructor();//()中可以指定构造器的类型，这里返回无参构造器
System.out.println(constructor1);//Cat()
Constructor constructor2 = cls.getConstructor(String.class);//这里传入的String.class 就是String类的Class对象
System.out.println(constructor2);//Cat(String name)
}
}
1.2.4反射优点和缺点
- 优点：可以动态地创建和使用对象（也是底层框架的核心），使用灵活，没有反射机制，框架技术就失去底层支撑。
- 缺点：使用反射机制基本是解释执行，对执行速度有影响
- 调用反射优化-关闭访问检查
- Method和Field、Constructor对象都有setAccessible()方法
- setAccessible作用是启动和禁用服务安全检查的开关
- 参数值为true表示 反射的对象在使用时 取消访问检查，提高反射效率。参数值为false则表示反射的对象执行访问检查
例子：测试反射调用的性能 和优化方案
package li.reflection;
import java.lang.reflect.Method;
//测试反射调用的性能 和 优化方案
public class Reflection02 {
public static void main(String[] args) throws Exception {
m1();
m2();
m3();
}
//传统方法，调用hi
public static void m1() {
Cat cat = new Cat();
long start = System.currentTimeMillis();
for (int i = 0; i < 900000000; i++) {
cat.hi();
}
long end = System.currentTimeMillis();
System.out.println("m1() 耗时=" + (end - start));
}
//反射机制调用hi
public static void m2() throws Exception {
//拿到Cat类的Class对象
Class cls = Class.forName("li.reflection.Cat");//这里为了方便，就不读文件了
//构造Cat类的对象
Object o = cls.newInstance();
//得到Cat类的成员方法
Method hi = cls.getMethod("hi");
long start = System.currentTimeMillis();
for (int i = 0; i < 900000000; i++) {
hi.invoke(o);//反射机制调用方法
}
long end = System.currentTimeMillis();
System.out.println("m2() 耗时=" + (end - start));
}
//反射调用优化
public static void m3() throws Exception {
//拿到Cat类的Class对象
Class cls = Class.forName("li.reflection.Cat");//这里为了方便，就不读文件了
//构造Cat类的对象
Object o = cls.newInstance();
//得到Cat类的成员方法
Method hi = cls.getMethod("hi");
hi.setAccessible(true);//在反射调用方法时，取消访问检查
long start = System.currentTimeMillis();
for (int i = 0; i < 900000000; i++) {
hi.invoke(o);//反射机制调用方法
}
long end = System.currentTimeMillis();
System.out.println("m3()反射调用优化耗时=" + (end - start));
}
}
2.Class类
2.1基本介绍
-
Class类也是类，因此也继承Object类
-
Class类对象不是new出来的，而是系统创建的
-
对于某个类的Class类对象，在内存中只有一份，因为类只加载一次
-
每个类的实例都会记得自己是由哪个Class实例所生成
-
通过Class对象可以得到一个类的完整结构（通过一系列API）
-
Class对象是存放在堆的
-
类的字节码二进制数据，是放在方法区的，有的地方称为类的元数据（包括 方法代码，变量名，方法名，访问权限等）
当我们加载完类之后，除了会在堆里生成一个Class类对象，还会在方法区生成一个类的字节码二进制数据（元数据）
例子：
package li.reflection.class_;
import li.reflection.Cat;
//对Class类的特点的梳理
public class Class01 {
public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException {
//1.Class类对象不是new出来的，而是系统创建的
//1.1.传统的 new对象
/**通过ClassLoader类中的loadClass方法：
* public Class<?> loadClass(String name) throws ClassNotFoundException {
* return loadClass(name, false);
* }
*/
//Cat cat = new Cat();
//1.2反射的方式
/**在这里debug，需要先将上面的Cat cat = new Cat();注释掉，因为同一个类只加载一次，否则看不到loadClass方法
* （这里也验证了：3.对于某个类的Class类对象，在内存中只有一份，因为类只加载一次）
* 仍然是通过 ClassLoader类的loadClass方法加载 Cat类的 Class对象
* public Class<?> loadClass(String name) throws ClassNotFoundException {
* return loadClass(name, false);
* }
*/
Class cls1 = Class.forName("li.reflection.Cat");
//2.对于某个类的Class类对象，在内存中只有一份，因为类只加载一次
Class cls2 = Class.forName("li.reflection.Cat");
//这里输出的hashCode是相同的，说明cls1和cls2是同一个Class类对象
System.out.println(cls1.hashCode());//1554874502
System.out.println(cls2.hashCode());//1554874502
}
}
Class类对象不是new出来的，而是系统创建的：
- 在
Cat cat = new Cat();处打上断点，点击force step into，可以看到
- 注释
Cat cat = new Cat();，在Class cls1 = Class.forName("li.reflection.Cat");处打上断点，可以看到 仍然是通过 ClassLoader类加载 Cat类的 Class对
2.2Class类常用方法
public static Class<?> forName(String className)//传入完整的“包.类”名称实例化Class对象
public Constructor[] getContructors() //得到一个类的全部的构造方法
public Field[] getDeclaredFields()//得到本类中单独定义的全部属性
public Field[] getFields()//得到本类继承而来的全部属性
public Method[] getMethods()//得到一个类的全部方法
public Method getMethod(String name,Class..parameterType)//返回一个Method对象，并设置一个方法中的所有参数类型
public Class[] getInterfaces() //得到一个类中锁实现的全部接口
public String getName() //得到一个类完整的“包.类”名称
public Package getPackage() //得到一个类的包
public Class getSuperclass() //得到一个类的父类
public Object newInstance() //根据Class定义的类实例化对象
public Class<?> getComponentType() //返回表示数组类型的Class
public boolean isArray() //判断此class是否是一个数组
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