Java反射机制详解–Java

前言

上篇文章我们提到了可以使用反射机制破解单例模式。这篇文章我们就来谈一谈什么是反射,反射有什么用,怎么用,怎么实现反射。

概述

Java的反射(reflection)机制:是指在程序的运行状态中,可以构造任意一个类的对象,可以了解任意一个对象所属的类,可以了解任意一个类的成员变量和方法,可以调用任意一个对象的属性和方法。这种动态获取程序信息以及动态调用对象的功能称为Java语言的反射机制。反射被视为动态语言的关键

功能

  • 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;
  • 在运行时判断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方法;
  • 生成动态代理。

java虽然不是动态语言,但是它却有着一个非常突出的动态相关机制:Reflection。这个字的意思是“反射、映象、倒影”,用在Java身上指的是我们可以于运行时加载、探知、使用编译期间完全未知的classes。
换句话说,Java程序可以加载一个运行时才得知名称的class,获悉其完整构造(但不包括methods定义),并生成其对象实体、或对其fields设值、或唤起其methods。

特点

优点:

  • 能够运行时动态获取类的实例,大大提高系统的灵活性和扩展性。
  • 与Java动态编译相结合,可以实现无比强大的功能

反射机制的功能非常强大,但不能滥用。在能不使用反射完成时,尽量不要使用,原因有以下几点:
缺点:

  • 性能问题。
    Java反射机制中包含了一些动态类型,所以Java虚拟机不能够对这些动态代码进行优化。因此,反射操作的效率要比正常操作效率低很多。我们应该避免在对性能要求很高的程序或经常被执行的代码中使用反射。而且,如何使用反射决定了性能的高低。如果它作为程序中较少运行的部分,性能将不会成为一个问题。
  • 安全限制。
    使用反射通常需要程序的运行没有安全方面的限制。如果一个程序对安全性提出要求,则最好不要使用反射。
  • 程序健壮性。
    反射允许代码执行一些通常不被允许的操作,所以使用反射有可能会导致意想不到的后果。反射代码破坏了Java程序结构的抽象性,所以当程序运行的平台发生变化的时候,由于抽象的逻辑结构不能被识别,代码产生的效果与之前会产生差异。

获取Class对象的三种方式

三种方式

  • Class.forName(“全类名”) 多用于配置文件时
  • 类名.class 多用于参数传递时
  • 对象.getClass 多用于有对象实例时

==我们创建一个Person类用于实验,分别使用三种方法获取他们的对象,并打印他们的hashCode(),我们会发现他们的hashcode是相同的,证明他们是获取的是相同的,所有统一个字节码文件(*.class)在一次运行中,只会被加载一次。不论通过哪一种方式获取的对象都是同一个。

package hello;

public class ReflectDemo {

    public static void main(String[] args) throws Exception{

        //Class.forName("全类名")
        Class<?> aClass = Class.forName("hello.Person");
        System.out.println(aClass);
        System.out.println(aClass.hashCode());
        //类名.clss
        Class<Person> personClass = Person.class;
        System.out.println(personClass);
        System.out.println(personClass.hashCode());
        //对象.getClass()
        Person person = new Person();
        System.out.println(person.getClass());
        System.out.println(person.getClass().hashCode());

    }
}


class Person{

    private String name;

    public Person(){

    }

    public Person(String name) {
        this.name = name;
    }

    public String getName() {
        return name;
    }

    public void setName(String name) {
        this.name = name;
    }
}

Class对象功能

Class对象里面大概有120多个方法,我们不可能全部都记住,也没必要全部都记住,我们只需要记住常用的方法和功能就可以了。

获取功能

  • 获取成员变量

    • Field[] getFields()
    • Field getFields(String name)
    • FIeld[] getDeclaredFields()
    • FIeld getDeclaredField(String name)
  • 获取构造方法

    • Constructor<?>[] getConstructors()
    • Constructor

      getConstructor(类<?>…, parameterTypes)

    • Constructor

      getDeclaredConstructor(类<?>…, parameterTypes)

    • Constructor<?>[] getDeclaredConstructors()
  • 获取成员方法

    • Method[] getMethods()
    • Method getMethod(String name,类<?>…, parameterType)
    • Method[] getDeclaredMethods()
    • Method getDeclaredMethod(String name,类<?>…,parameterTypes)
  • 获取类名

    • String getName()

方法 作用
Field[] getFields() 获取public的成员变量名
Field getFields(String name) 获取public的成员变量名,需要指定名称
FIeld[] getDeclaredFields() 获取所有的成员变量,包括private
FIeld getDeclaredField(String name) 获取指定的成员变量,私有的也可以获取,如果要改这个变量的值需要setAccessible(ture)暴力反射
Constructor<?>[] getConstructors() 用于返回一个构造函数对象数组,该数组反映此Class对象表示的类的所有公共构造函数。
Constructor

getConstructor(类<?>…, parameterTypes)

获取指定参数的构造方法
Constructor

getDeclaredConstructor(类<?>…, parameterTypes)

方法返回一个 Constructor 对象,该对象反映了此 Class 对象表示的类或接口的指定构造函数
Constructor<?>[] getDeclaredConstructors() 用于返回一个Constructor对象数组,该数组指示此Class对象所表示的类定义的构造函数的类型(Constructor可以是public,private,protected或default)
Method[] getMethods() 公共的所有方法
Method getMethod(String name,类<?>…, parameterType) 指定公共的其中的方法,parameterType时一个数组
Method[] getDeclaredMethods() 所有的包括私有的
Method getDeclaredMethod(String name,类<?>…,parameterTypes) 指定的,parameterTypes表示数组
String getName() 获取类名程

package hello;

import com.sun.org.apache.xerces.internal.impl.XMLEntityScanner;

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

public class ReflectDemo {

    public static void main(String[] args) throws Exception{
        //获取class对象
        Class<Person> personClass = Person.class;

        //Field[] getFields()
        Field[] fields = personClass.getFields();
        for (Field field : fields) {
            System.out.println(field);
        }
        System.out.println("******************************");
       //FIeld[] getDeclaredFields()
        Field[] declaredFields = personClass.getDeclaredFields();
        for (Field declaredField : declaredFields) {
            System.out.println(declaredField);
        }
        System.out.println("******************************");
        //Constructor<?>[] getConstructors()
        Constructor<Person> constructor = personClass.getConstructor();
        System.out.println(constructor);
        System.out.println("******************************");

        //Method[] getMethods()
        Method[] methods = personClass.getMethods();
        for (Method method : methods) {
            System.out.println(method);
        }

        System.out.println("******************************");
        //String getName()
        System.out.println(personClass.getName());



    }
}


class Person{

    public int id;
    private String name;

    public Person(){

    }

    public Person(String name) {
        this.name = name;
    }

    public String getName() {
        return name;
    }

    public void setName(String name) {
        this.name = name;
    }
}

案例

创建一个功能,不改里面的代码,只需要修改配置文件就能调用不同的方法

第一步:创建配置文件,”data.properties”
这个路径一定要写成hello.Preson,写成斜杠会识别不了。

# 这个写全路径类名
className=hello.Preson
# 这个写类里面想要调用的方法
methodName=eat

第二步:具体类”Preson.java”

package hello;

public class Preson {

    public String name;

    public void setName(String name) {
        this.name = name;
    }

    public String getName() {
        return name;
    }
    public void eat(){
        System.out.println("eat....");
    }

}

第三步:编写实现代码,名成ReflectDemo.java

package hello;

import java.io.InputStream;
import java.lang.reflect.Method;
import java.util.Properties;

public class ReflectDemo {

    public static void main(String[] args) throws Exception{

        //加载配置文件
        //创建properties对象
        Properties properties = new Properties();
        //加载配置文件,转为一个集合
        ClassLoader classLoader = ReflectDemo.class.getClassLoader();
        InputStream resourceAsStream = classLoader.getResourceAsStream("hello/data.properties");
        properties.load(resourceAsStream);

        //获取配置文件定义的数据
        String className = properties.getProperty("className");
        String methodName = properties.getProperty("methodName");

        //加载该类进入内存
        Class aClass = Class.forName(className);
        Object o = aClass.newInstance();
        Method method = aClass.getMethod(methodName);
        method.invoke(o);
    }
}

第四步:运行,我们只需要修改properties文件里面的类名和方法就能实现不同类不同方法的创建了。

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