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反射的基本使用

2023-01-18 82
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简介： 2. 反射机制2.1 Java Reflection2.2 Java 反射机制可以完成2.3 反射相关的主要类2.4 反射优点和缺点2.5 反射调用优化-关闭访问检查3. Class类3.1 基本介绍3.2 Class类的常用方法3.3 获取Class类对象3.4 哪些类型有Class对象3.5 类加载3.6 类加载流程3.7 通过反射获取类的结构信息3.8 通过反射创建对象3.9 通过反射访问类中的成员3.9.1 访问属性3.9.2 访问方法

1. 一个需求引出反射

1、根据配置文件 re.properties 指定信息，创建Cat对象并调用方法 hi

classfullpath=com.xdr630.Cat
method=hi

使用现有技术，能做的吗？
2、这样的需求在学习框架时特别多，即通过外部文件配置，在不修改源码情况下，来控制程序，也符合设计模式的ocp原则(开闭原则:不修改源码，扩容功能)
3、快速入门

  • 使用反射机制来输出方法值
public class Cat {

    private String name = "招财猫";

    public void hi() {
        System.out.println("hi" + name);
    }

}
  • re.properties
classfullpath=com.xdr630.Cat
method=hi
@SuppressWarnings("{all}")
public class ReflectionQuestion {

    public static void main(String[] args) throws IOException, InstantiationException, IllegalAccessException, ClassNotFoundException, 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
        //传统的方式 new 对象 -》 调用方法
        // Cat cat = new Cat();
        // cat.hi(); 

        //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 classfullpath = properties.get("classfullpath").toString(); // "com.xdr630.Cat"
        String methodName = properties.get("method").toString(); // "hi"
        System.out.println("classfullpath=" + classfullpath);
        System.out.println("method=" + methodName);

        //2. 创建对象
//        new classfullpath(); 这里的 classfullpath 表示的是包名的字符串，不能通过 new 字符串的方式创建对象，
        // 所以使用传统的方法是行不通的

        //3. 使用反射机制解决
        //(1) 加载类，会返回 CLass 类型的对象
        Class cls = Class.forName(classfullpath);
        //(2) 通过 cls 得到你加载的类 com.xdr630.Cat 的对象实例
        Object o = cls.newInstance();
        System.out.println("o的运行类型=" + o.getClass());
        //(3) 通过 cls 得到你加载的类 com.xdr630.Cat 的方法名为 "hi" 的方法对象
        // 即在反射中，可以把方法视为一个对象(万物皆对象)
        Method method1 = cls.getMethod(methodName);
        //(4) 通过 method1 调用方法，即通过方法对象来实现调用方法
        // 传统方法调用：对象.方法()
        // 反射机制：方法.invoke(对象)
        System.out.println("==================");
        method1.invoke(o);
    }

}

在这里插入图片描述

  • 后续如果要改变拿到的方法时，就可以直接改配置文件的方法名即可

在这里插入图片描述

传统方法：

cat.hi(); ===> cat.cry(); 修改源码

反射机制：

classfullpath=com.xdr630.Cat
method=cry

在这里插入图片描述

2. 反射机制

2.1 Java Reflection

  1. 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 (比如成员变量，构造器，成员方法等)，并能操作对象的属性及方法。反射在设计模式和框架底层都会用到
  2. 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，透过这个镜子看到类的结构，所以，形象的称之为反射
  • Java 反射机制原理示意图：

在这里插入图片描述

2.2 Java 反射机制可以完成

  1. 在运行时判断任意一个对象所属的类
  2. 在运行时构造任意一个类的对象
  3. 在运行时得到任意一个类所具有的成员变量和方法
  4. 在运行时调用任意一个对象的成员变量和方法
  5. 生成动态代理

2.3 反射相关的主要类

这些类在 java.lang.reflection 下
  1. java.lang.Class：代表一个类，Class对象表示某个类加载后在堆中的对象
  2. java.lang.reflect.Method：代表类的方法，Method对象表示某个类的方法
  3. java.lang.reflect.Field：代表类的成员变量，Field对象表示某个类的成员变量
  4. java.lang.reflect.Constructor：代表类的构造方法，Constructor对象表示构造器
  • 案例：
public class Cat {

    private String name = "招财猫";

    public Integer age = 1;

    public Cat() {

    }

    public Cat(String name, Integer age) {
        this.name = name;
        this.age = age;
    }

    public void hi() {
        System.out.println("hi" + name);
    }

    public void cry() {
        System.out.println(name + "喵喵叫");
    }

}

配置文件：

classfullpath=com.xdr630.Cat
method=hi
//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 classfullpath = properties.get("classfullpath").toString();//"com.xdr630.Cat"
String methodName = properties.get("method").toString();//"hi"

//2. 使用反射机制解决
//(1) 加载类, 返回Class类型的对象cls
Class cls = Class.forName(classfullpath);
//(2) 通过 cls 得到你加载的类 com.xdr630.Cat 的对象实例
Object o = cls.newInstance();
System.out.println("o的运行类型=" + o.getClass()); //运行类型
//(3) 通过 cls 得到你加载的类 com.xdr630.Cat 的 methodName"hi"  的方法对象
// 即：在反射中，可以把方法视为对象（万物皆对象）
Method method1 = cls.getMethod(methodName);
//(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)

//java.lang.reflect.Field: 代表类的成员变量, 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)); // 传统写法 对象.成员变量 , 反射:成员变量对象.get(对象)

//java.lang.reflect.Constructor: 代表类的构造方法, Constructor对象表示构造器
Constructor constructor = cls.getConstructor(); //()中可以指定构造器参数类型, 不写返回无参构造器
System.out.println(constructor);//Cat()

//有参构造，传入的 String.class,Integer.class 对应着有参构造字段的类型
Constructor constructor2 = cls.getConstructor(String.class, Integer.class); 
System.out.println(constructor2);//Cat(String name, Integer age)

在这里插入图片描述

2.4 反射优点和缺点

  1. 优点：可以动态的创建和使用对象(也是框架底层核心)，使用灵活，没有反射机制，框架技术就失去底层支撑
  2. 缺点：使用反射基本是解释执行，对执行速度有影响

2.5 反射调用优化-关闭访问检查

  1. Method和Field、 Constructor对象都有setAccessible()方法
  2. setAccessible作用是启动和禁用访问安全检查的开关
  3. 参数值为true表示反射的对象在使用时取消访问检查，提高反射的效率。参数值为false则表示反射的对象执行访问检查。

在这里插入图片描述

  • 三者对比测试：
public class Reflection02 {
    public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException, NoSuchMethodException, InvocationTargetException, InstantiationException, IllegalAccessException {
    
        m1();
        m2();
        m3();

    }

    //传统方法来调用hi
    public static void m1() {

        Cat cat = new Cat();
        long start = System.currentTimeMillis();
        for (int i = 0; i < 90000000; i++) {
            cat.hi();
        }
        long end = System.currentTimeMillis();
        System.out.println("m1() 耗时=" + (end - start));
    }

    //反射机制调用方法hi
    public static void m2() throws ClassNotFoundException, IllegalAccessException, InstantiationException, NoSuchMethodException, InvocationTargetException {

        Class cls = Class.forName("com.xdr630.Cat");
        Object o = cls.newInstance();
        Method hi = cls.getMethod("hi");
        long start = System.currentTimeMillis();
        for (int i = 0; i < 90000000; i++) {
            hi.invoke(o);//反射调用方法
        }
        long end = System.currentTimeMillis();
        System.out.println("m2() 耗时=" + (end - start));
    }

    //反射调用优化 + 关闭访问检查
    public static void m3() throws ClassNotFoundException, IllegalAccessException, InstantiationException, NoSuchMethodException, InvocationTargetException {

        Class cls = Class.forName("com.xdr630.Cat");
        Object o = cls.newInstance();
        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 < 90000000; i++) {
            hi.invoke(o);//反射调用方法
        }
        long end = System.currentTimeMillis();
        System.out.println("m3() 耗时=" + (end - start));
    }
}
  • 可以看到，使用反射的时候执行时间明显增加了，但关闭了反射的访问检查后，执行时间也降低了些

在这里插入图片描述

3. Class类

3.1 基本介绍

在这里插入图片描述

  1. Class也是类，因此也继承Object类
  2. Class类对象不是new出来的，而是系统创建的
Cat cat = new Cat(); 
// 打断点进去可以看到
public Class<?> loadClass(String name) throws ClassNotFoundException {
    return loadClass(name, false);
}

在这里插入图片描述
反射的方式创建对象

 Class cls = Class.forName("com.xdr630.Cat");

ClassLoader类, 仍然是通过 ClassLoader 类加载Cat类的 Class 对象
public Class<?> loadClass(String name) throws ClassNotFoundException {
    return loadClass(name, false);
  1. 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 cls1 = Class.forName("com.xdr630.Cat");
Class cls2 = Class.forName("com.xdr630.Cat");
System.out.println(cls1.hashCode());
System.out.println(cls2.hashCode());

在这里插入图片描述

  1. 每个类的实例都会记得自己是由哪个Class实例所生成
  2. 通过Class对象可以完整地得到一个类的完整结构，通过一系列API
  3. Class对象是存放在堆里面的
  4. 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)

3.2 Class类的常用方法

    String classAllPath = "com.xdr630.Car";
    //1 . 获取到Car类 对应的 Class对象
    //<?> 表示不确定的Java类型
    Class<?> cls = Class.forName(classAllPath);
    
    //2. 输出cls
    System.out.println(cls); //显示cls对象, 是哪个类的Class对象 com.xdr630.Car
    System.out.println(cls.getClass());//输出cls运行类型 java.lang.Class
    
    //3. 得到包名
    System.out.println(cls.getPackage().getName());//包名
    
    //4. 得到全类名
    System.out.println(cls.getName());
    
    //5. 通过cls创建对象实例
    Car car = (Car) cls.newInstance();
    System.out.println(car);//car.toString()
    
    //6. 通过反射获取属性 brand
    Field brand = cls.getField("brand");
    System.out.println(brand.get(car));//宝马
    
    //7. 通过反射给属性赋值
    brand.set(car, "奔驰");
    System.out.println(brand.get(car));//奔驰
    
    //8. 得到所有的属性(字段)
    System.out.println("=======所有的字段属性====");
    Field[] fields = cls.getFields();
    for (Field f : fields) {
        System.out.println(f.getName());//名称
    }

在这里插入图片描述

3.3 获取Class类对象

  1. 前提：已知一个类的全类名，且该类在类路径下，可通过Class类的静态方法forName()获取，可能抛ClassNotFoundException,

实例：Class cls1 = Class.forName( "java.xdr630.Car" );
应用场景：多用于配置文件，读取类全路径，加载类

  1. 前提：若已知具体的类，通过类的class获取，该方式最为安全可靠，程序性能最高

实例：Class cls2 = Car.class;
应用场景：多用于参数传递，比如通过反射得到对应构造器对象

  1. 前提：已知某个类的实例，调用该实例的getClass()方法获取Class对象
    实例：Class clazz = 对象.getClass(); //运行类型

应用场景：通过创建好的对象，获取Class对象.

  1. 通过类加载器来获取到类的Class对象
ClassLoader cl = 对象.getClass().getClassLoader();
Class clazz4 = cl.loadClass("类的全类名");
  1. 基本数据(int, char, boolean, float, double, byte, long, short)按如下方式得到Class类对象：
Class cls = 基本数据类型.class
  1. 基本数据类型对应的包装类，可以通过.TYPE得到Class类对象:
Class cls = 包装类.TYPE
  • 案例演示：
    //1. Class.forName
    String classAllPath = "com.xdr630.Car"; //通过读取配置文件获取
    Class<?> cls1 = Class.forName(classAllPath);
    System.out.println(cls1);
    
    //2. 类名.class , 应用场景: 用于参数传递
    Class cls2 = Car.class;
    System.out.println(cls2);
    
    //3. 对象.getClass(), 应用场景，有对象实例
    Car car = new Car();
    Class cls3 = car.getClass();
    System.out.println(cls3);
    
    //4. 通过类加载器来获取到类的Class对象
    //(1)先得到类加载器 car
    ClassLoader classLoader = car.getClass().getClassLoader();
    //(2)通过类加载器得到Class对象
    Class cls4 = classLoader.loadClass(classAllPath);
    System.out.println(cls4);
    
    //上述 cls1 , cls2 , cls3 , cls4 其实是同一个对象，输出的hashCode都是一样的
    System.out.println(cls1.hashCode());
    System.out.println(cls2.hashCode());
    System.out.println(cls3.hashCode());
    System.out.println(cls4.hashCode());
    
    //5. 基本数据(int,char,boolean,float,double,byte,long,short) 按如下方式得到Class类对象
    Class<Integer> integerClass = int.class;
    Class<Character> characterClass = char.class;
    Class<Boolean> booleanClass = boolean.class;
    System.out.println(integerClass);//int
    System.out.println(characterClass);//char
    System.out.println(booleanClass);//boolean
    
    //6. 基本数据类型对应的包装类，可以通过 .TYPE 得到Class类对象
    Class<Integer> type1 = Integer.TYPE;
    Class<Character> type2 = Character.TYPE; //其它包装类BOOLEAN, DOUBLE, LONG, BYTE 等都是一样的
    System.out.println(type1);//int
    System.out.println(type2);//char
    
    // int 和 integer 类对象其实是同一个
    System.out.println(integerClass.hashCode());
    System.out.println(type1.hashCode());

在这里插入图片描述

3.4 哪些类型有Class对象

  • 如下类型有Class对象：

1、外部类，成员内部类，静态内部类，局部内部类，匿名内部类
2、interface：接口
3、数组
4、enum：枚举
5、annotation：注解
6、基本数据类型
7、void

  • 案例：
    Class<String> cls1 = String.class;//外部类
    Class<Serializable> cls2 = Serializable.class;//接口
    Class<Integer[]> cls3 = Integer[].class;//数组
    Class<float[][]> cls4 = float[][].class;//二维数组
    Class<Thread.State> cls6 = Thread.State.class;//枚举
    Class<Deprecated> cls5 = Deprecated.class;//注解
    Class<Long> cls7 = long.class;//基本数据类型
    Class<Void> cls8 = void.class;//void数据类型
    Class<Class> cls9 = Class.class;//
    
    System.out.println(cls1);
    System.out.println(cls2);
    System.out.println(cls3);
    System.out.println(cls4);
    System.out.println(cls5);
    System.out.println(cls6);
    System.out.println(cls7);
    System.out.println(cls8);
    System.out.println(cls9);

在这里插入图片描述

3.5 类加载

  • 基本说明

反射机制是java实现动态语言的关键，也就是通过反射实现类动态加载

  1. 静态加载：编译时加载相关的类，如果没有则报错，依赖性太强
  2. 动态加载：运行时加载需要的类，如果运行时不用该类，即使不存在该类，则不报

错， 降低了依赖性

  • 类的加载时机
  1. 当创建对象时(new) - 静态加载
  2. 当子类被加载时，父类也加载 - 静态加载
  3. 调用类中的静态成员时 - 静态加载
  4. 通过反射 - 动态加载

Class.forName(" com.xdr630.Cat"):

3.6 类加载流程

  • 类加载流程图

在这里插入图片描述

  • 类加载各阶段完成任务

在这里插入图片描述

  • 加载阶段

JVM在该阶段的主要目的是将字节码从不同的数据源(可能是class文件、也可能是jar包，甚至网络)转化为二进制字节流加载到内存中，并生成一个代表该类的 java.lang.Class 对象
在这里插入图片描述

  • 连接阶段-验证
  1. 目的是为了确保Class文件的字节流中包含的信息符合当前虚拟机的要求，并且不

会危害虚拟机自身的安全

  1. 包括:文件格式验证(是否以魔数oxcafebabe开头)、元数据验证、字节码验证和符号引用验证
  2. 可以考虑使用-Xverify:none参数来关闭大部分的类验证措施，缩短虚拟机类加载的时间
  • 连接阶段-准备
  1. JVM会在该阶段对静态变量，分配内存并默认初始化 (对应数据类型的默认初始值，如0、0L、 null、 false 等)，这些变量所使用的内存都将在方法区中进行分配
  2. 举例说明
public class ClassLoad02 {
    public static void main(String[] args) {

    }
}
class A {
    //属性-成员变量-字段
    //分析类加载的链接阶段-准备 属性是如何处理
    //1. n1 是实例属性, 不是静态变量，因此在准备阶段，是不会分配内存
    //2. n2 是静态变量，分配内存 n2 是默认初始化 0 ,而不是20
    //3. n3 是static final 是常量, 他和静态变量不一样, 因为一旦赋值就不变 n3 = 30
    public int n1 = 10;
    public static  int n2 = 20;
    public static final  int n3 = 30;
}
  • 连接阶段-解析
  1. 虚拟机将常量池内的符号引用替换为直接引用的过程
  • Initialization（初始化)
  1. 到初始化阶段，才真正开始执行类中定义的Java程序代码，此阶段是执行 <clinit> ()方法的过程
  2. <clinit> ()方法是由编译器按语句在源文件中出现的顺序，依次自动收集类中的所有静态变量的赋值动作和静态代码块中的语句，并进行合并
  3. 虚拟机会保证一个类的<clinit>()方法在多线程环境中被正确地加锁、同步，如果多个线程同时去初始化一个类，那么只会有一个线程去执行这个类的<clinit> ()方法，其他线程都需要阻塞等待，直到活动线程执行<clinit> ()方法完毕
public class ClassLoad03 {
    public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException {
        //1. 加载B类，并生成 B的class对象
        //2. 链接 num = 0
        //3. 初始化阶段
        // 依次自动收集类中的所有静态变量的赋值动作和静态代码块中的语句,并合并
        /*
          clinit() {
              System.out.println("B 静态代码块被执行");
              //num = 300;
              num = 100;
          }
          合并: num = 100
         */

        new B();//类加载
        System.out.println(B.num);//100, 如果直接使用类的静态属性，也会导致类的加载

        //看看加载类的时候，是有同步机制控制
       /*
       protected Class<?> loadClass(String name, boolean resolve)
       throws ClassNotFoundException
       {
           //正因为有这个机制，才能保证某个类在内存中, 只有一份Class对象
           synchronized (getClassLoadingLock(name)) {
           //....
           }
           }
        */
//        B b = new B();
    }
}

class B {
    static {
        System.out.println("B 静态代码块被执行");
        num = 300;
    }
    static int num = 100;

    public B() {
        System.out.println("B() 构造器被执行");
    }
}

3.7 通过反射获取类的结构信息

1、第一组: java.lang.Class 类

  1. getName:获取全类名
  2. getSimpleName:获取简单类名
  3. getFields:获取所有public修饰的属性，包含本类以及父类的
  4. getDeclaredFields:获取本类中所有属性
  5. getMethods:获取所有public修饰的方法，包含本类以及父类的
  6. getDeclaredMethods:获取本类中所有方法
  7. getConstructors: 获取本类所有public修饰的构造器
  8. getDeclaredConstructors:获取本类中所有构造器
  9. getPackage:以Package形式返回包信息
  10. getSuperClass:以Class形式返回父类信息
  11. getInterfaces:以Class[]形 式返回接口信息
  12. getAnnotations:以Annotation[形式返回注解信息
//第一组方法API
@Test
public void api_01() throws ClassNotFoundException {

//得到Class对象
Class<?> personCls = Class.forName("com.xdr630.reflection.Person");
//getName:获取全类名
System.out.println(personCls.getName());//com.xdr630.reflection.Person
//getSimpleName:获取简单类名
System.out.println(personCls.getSimpleName());//Person
//getFields:获取所有public修饰的属性，包含本类以及父类的
Field[] fields = personCls.getFields();
for (Field field : fields) {//增强for
    System.out.println("本类以及父类的属性=" + field.getName());
}
//getDeclaredFields:获取本类中所有属性
Field[] declaredFields = personCls.getDeclaredFields();
for (Field declaredField : declaredFields) {
    System.out.println("本类中所有属性=" + declaredField.getName());
}
//getMethods:获取所有public修饰的方法，包含本类以及父类的(不止限于当前父类，Object)
Method[] methods = personCls.getMethods();
for (Method method : methods) {
    System.out.println("本类以及父类的方法=" + method.getName());
}
//getDeclaredMethods:获取本类中所有方法
Method[] declaredMethods = personCls.getDeclaredMethods();
for (Method declaredMethod : declaredMethods) {
    System.out.println("本类中所有方法=" + declaredMethod.getName());
}
//getConstructors: 获取所有public修饰的构造器，包含本类
Constructor<?>[] constructors = personCls.getConstructors();
for (Constructor<?> constructor : constructors) {
    System.out.println("本类的构造器=" + constructor.getName());
}
//getDeclaredConstructors:获取本类中所有构造器
Constructor<?>[] declaredConstructors = personCls.getDeclaredConstructors();
for (Constructor<?> declaredConstructor : declaredConstructors) {
    System.out.println("本类中所有构造器=" + declaredConstructor.getName());//这里老师只是输出名
}
//getPackage:以Package形式返回 包信息
System.out.println(personCls.getPackage());//com.hspedu.reflection
//getSuperClass:以Class形式返回父类信息
Class<?> superclass = personCls.getSuperclass();
System.out.println("父类的class对象=" + superclass);//
//getInterfaces:以Class[]形式返回接口信息
Class<?>[] interfaces = personCls.getInterfaces();
for (Class<?> anInterface : interfaces) {
    System.out.println("接口信息=" + anInterface);
}
//getAnnotations:以Annotation[] 形式返回注解信息
Annotation[] annotations = personCls.getAnnotations();
for (Annotation annotation : annotations) {
    System.out.println("注解信息=" + annotation);//注解
}

class A {
    public String hobby;

    public void hi() {

    }

    public A() {
    }

    public A(String name) {
    }
}

interface IA {
}

interface IB {

}

@Deprecated
class Person extends A implements IA, IB {
    //属性
    public String name;
    protected static int age; // 4 + 8 = 12
    String job;
    private double sal;

    //构造器
    public Person() {
    }

    public Person(String name) {
    }

    //私有的
    private Person(String name, int age) {

    }

    //方法
    public void m1(String name, int age, double sal) {

    }

    protected String m2() {
        return null;
    }

    void m3() {

    }

    private void m4() {

    }
}

输出结果：

com.xdr630.reflection.Person
Person
本类以及父类的属性=name
本类以及父类的属性=hobby
本类中所有属性=name
本类中所有属性=age
本类中所有属性=job
本类中所有属性=sal
本类以及父类的方法=m1
本类以及父类的方法=hi
本类以及父类的方法=wait
本类以及父类的方法=wait
本类以及父类的方法=wait
本类以及父类的方法=equals
本类以及父类的方法=toString
本类以及父类的方法=hashCode
本类以及父类的方法=getClass
本类以及父类的方法=notify
本类以及父类的方法=notifyAll
本类中所有方法=m1
本类中所有方法=m2
本类中所有方法=m4
本类中所有方法=m3
本类的构造器=com.xdr630.reflection.Person
本类的构造器=com.xdr630.reflection.Person
本类中所有构造器=com.xdr630.reflection.Person
本类中所有构造器=com.xdr630.reflection.Person
本类中所有构造器=com.xdr630.reflection.Person
package com.xdr630.reflection
父类的class对象=class com.xdr630.reflection.A
接口信息=interface com.xdr630.reflection.IA
接口信息=interface com.xdr630.reflection.IB
注解信息=@java.lang.Deprecated()

2、第二组: java.lang.reflect.Field 类

  1. getModifiers:以in形式返回修饰符

【说明:默认修饰符是0，public 是1 , private是2 , protected是4，static是8 , final 是16】
public(1) + static (8) = 9

  1. getType:以Class形式返回类型
  2. getName:返回属性名
class Person extends A implements IA, IB {
    public String name;
    protected static int age; // 4 + 8 = 12
    String job;
    private double sal;
}    
//得到Class对象
Class<?> personCls = Class.forName("com.xdr630.reflection.Person");
//getDeclaredFields:获取本类中所有属性
Field[] declaredFields = personCls.getDeclaredFields();
for (Field declaredField : declaredFields) {
    System.out.println("本类中所有属性=" + declaredField.getName()
            + " 该属性的修饰符值=" + declaredField.getModifiers()
            + " 该属性的类型=" + declaredField.getType());
}

在这里插入图片描述

3、第三组: java.lang.reflect.Method 类

  1. getModifiers:以int形式返回修饰符

【说明:默认修饰符是0，public 是1，private 是2，protected 是4, static是8 , final是16】

  1. getReturnType:以Class形式获取返回类型
  2. getName:返回方法名
  3. getParameterTypes:以Class[]返回参数类型数组
Class<?> personCls = Class.forName("com.xdr630.reflection.Person");
//getDeclaredMethods:获取本类中所有方法
Method[] declaredMethods = personCls.getDeclaredMethods();
for (Method declaredMethod : declaredMethods) {
    System.out.println("本类中所有方法=" + declaredMethod.getName()
            + " 该方法的访问修饰符值=" + declaredMethod.getModifiers()
            + " 该方法返回类型" + declaredMethod.getReturnType());

    //输出当前这个方法的形参数组情况
    Class<?>[] parameterTypes = declaredMethod.getParameterTypes();
    for (Class<?> parameterType : parameterTypes) {
        System.out.println("该方法的形参类型=" + parameterType);
    }
}

在这里插入图片描述

4、第四组: java.lang.reflect.Constructor 类

  1. getModifiers:以in形式返回修饰符
  2. getName:返回构造器名(全类名)
  3. getParameterTypes:以Class[]返回参数类型数组
@Test
public void api_02() throws ClassNotFoundException, NoSuchMethodException {
    //得到Class对象
    Class<?> personCls = Class.forName("com.xdr630.reflection.Person");
    //getDeclaredFields:获取本类中所有属性
    //规定 说明: 默认修饰符 是0 ， public  是1 ，private 是 2 ，protected 是 4 , static 是 8 ，final 是 16
    Field[] declaredFields = personCls.getDeclaredFields();
    for (Field declaredField : declaredFields) {
        System.out.println("本类中所有属性=" + declaredField.getName()
                + " 该属性的修饰符值=" + declaredField.getModifiers()
                + " 该属性的类型=" + declaredField.getType());
    }

    //getDeclaredMethods:获取本类中所有方法
    Method[] declaredMethods = personCls.getDeclaredMethods();
    for (Method declaredMethod : declaredMethods) {
        System.out.println("本类中所有方法=" + declaredMethod.getName()
                + " 该方法的访问修饰符值=" + declaredMethod.getModifiers()
                + " 该方法返回类型" + declaredMethod.getReturnType());

        //输出当前这个方法的形参数组情况
        Class<?>[] parameterTypes = declaredMethod.getParameterTypes();
        for (Class<?> parameterType : parameterTypes) {
            System.out.println("该方法的形参类型=" + parameterType);
        }
    }

    //getDeclaredConstructors:获取本类中所有构造器
    Constructor<?>[] declaredConstructors = personCls.getDeclaredConstructors();
    for (Constructor<?> declaredConstructor : declaredConstructors) {
        System.out.println("====================");
        System.out.println("本类中所有构造器=" + declaredConstructor.getName());//这里老师只是输出名

        Class<?>[] parameterTypes = declaredConstructor.getParameterTypes();
        for (Class<?> parameterType : parameterTypes) {
            System.out.println("该构造器的形参类型=" + parameterType);
        }

    }

}
  • 输出结果：
本类中所有属性=name 该属性的修饰符值=1 该属性的类型=class java.lang.String
本类中所有属性=age 该属性的修饰符值=12 该属性的类型=int
本类中所有属性=job 该属性的修饰符值=0 该属性的类型=class java.lang.String
本类中所有属性=sal 该属性的修饰符值=2 该属性的类型=double
本类中所有方法=m1 该方法的访问修饰符值=1 该方法返回类型void
该方法的形参类型=class java.lang.String
该方法的形参类型=int
该方法的形参类型=double
本类中所有方法=m2 该方法的访问修饰符值=4 该方法返回类型class java.lang.String
本类中所有方法=m4 该方法的访问修饰符值=2 该方法返回类型void
本类中所有方法=m3 该方法的访问修饰符值=0 该方法返回类型void
====================
本类中所有构造器=com.xdr630.reflection.Person
该构造器的形参类型=class java.lang.String
该构造器的形参类型=int
====================
本类中所有构造器=com.xdr630.reflection.Person
该构造器的形参类型=class java.lang.String
====================
本类中所有构造器=com.xdr630.reflection.Person

3.8 通过反射创建对象

  1. 方式一:调用类中的public修饰的无参构造器
  2. 方式二:调用类中的指定构造器
  3. Class类相关方法

newInstance :调用类中的无参构造器，获取对应类的对象
getConstructor(Cas..clazz):根据参数列表，获取对应的public构造器对象
getDecalaredConstructor(Cas..clazz):根据参数列表， 获取对应的所有构造器对象

  1. Constructor类相关方法

setAccessible:暴破
newlnstance(Object...obj):调用构造器

//1. 先获取到User类的Class对象
Class<?> userClass = Class.forName("com.xdr630.reflection.User");
//2. 通过public的无参构造器创建实例
Object o = userClass.newInstance();
System.out.println(o);
//3. 通过public的有参构造器创建实例
/*
    constructor 对象就是
    public User(String name) {//public的有参构造器
        this.name = name;
    }
 */
//3.1 先得到对应构造器
Constructor<?> constructor = userClass.getConstructor(String.class);
//3.2 创建实例，并传入实参
Object xdr = constructor.newInstance("xdr");
System.out.println("xdr=" + xdr);

class User { //User类
    private int age = 100;
    private String name = "兮动人";

    public User() {//无参 public
    }

    public User(String name) {//public的有参构造器
        this.name = name;
    }

    private User(int age, String name) {//private 有参构造器
        this.age = age;
        this.name = name;
    }

    @Override
    public String toString() {
        return "User [age=" + age + ", name=" + name + "]";
    }
}

在这里插入图片描述

  • 案例演示

测试 1：通过反射创建某类的对象，要求该类中必须有 public 的无参构造

测试 2：通过调用某个特定构造器的方式，实现创建某类的对象

Class<?> userClass = Class.forName("com.xdr630.reflection.User");
//1. 通过非public的有参构造器创建实例
//1.1 得到private的构造器对象
Constructor<?> constructor1 = userClass.getDeclaredConstructor(int.class, String.class);
//1.2 创建实例
//暴破【暴力破解】 , 使用反射可以访问private构造器/方法/属性
constructor1.setAccessible(true);
Object user2 = constructor1.newInstance(23, "兮动人");
System.out.println("user2=" + user2);

在这里插入图片描述

3.9 通过反射访问类中的成员

3.9.1 访问属性

  1. 根据属性名获取Field对象
Field f = clazz对象.getDeclaredField(属性名);
//1. 得到Student类对应的 Class对象
Class<?> stuClass = Class.forName("com.xdr630.reflection.Student");
//2. 创建对象
Object o = stuClass.newInstance();//o 的运行类型就是Student
System.out.println(o.getClass());//Student
//3. 使用反射得到 age 属性对象
Field age = stuClass.getField("age");
age.set(o, 55);//通过反射来操作属性
System.out.println(o);
System.out.println(age.get(o));//返回age属性的值

class Student {
    public int age;
    private static String name;

    public Student() {
    }

    @Override
    public String toString() {
        return "Student [age=" + age + ", name=" + name + "]";
    }
}

在这里插入图片描述

  1. 暴破: f.setAccessible(true); f 是Field
//4. 使用反射操作 name 属性
Field name = stuClass.getDeclaredField("name");
//对name 进行暴破, 可以操作 private 属性
name.setAccessible(true);
name.set(o, "兮动人");
System.out.println(o);
System.out.println(name.get(o));

在这里插入图片描述

  • 如果属性是静态的，也可以这样写，因为静态变量在类加载的时候就已经引用了
name.setAccessible(true);
name.set(null, "云兮动人");//因为name是static属性，因此 o 也可以写为null
System.out.println(o);
System.out.println(name.get(null));

在这里插入图片描述

  1. 访问
f.set(o,值); // o表示对象
System.out.println(f.get(o)): // o表示对象
  1. 注意：如果是静态属性，则set和get中的参数o，可以写成null

3.9.2 访问方法

  1. 根据方法名和参数列表获取Method方法对象：
Method m = clazz.getDeclaredMethod(方法名，XXX.class); //得到本类的所有方法
  1. 获取对象： Object o = clazz.newInstance();
  2. 暴破： m.setAccessible(true);
  3. 访问： Object returnValue = m.invoke(o,实参列表); //o就是对象
  4. 注意：如果是静态方法，则invoke的参数o，可以写成null
  • 案例：
//1. 得到Boss类对应的Class对象
Class<?> bossCls = Class.forName("com.xdr630.reflection.Boss");
//2. 创建对象
Object o = bossCls.newInstance();
//3. 调用public的hi方法
//Method hi = bossCls.getMethod("hi", String.class);//OK
//3.1 得到hi方法对象
Method hi = bossCls.getDeclaredMethod("hi", String.class);//OK
//3.2 调用
hi.invoke(o, "兮动人");

class Boss {

    public int age;
    
    private static String name;

    public Boss() {}
    
    public void hi(String s) {
        System.out.println("hi " + s);
    }
}

在这里插入图片描述

//4. 调用private static 方法
//4.1 得到 say 方法对象
Method say = bossCls.getDeclaredMethod("say", int.class, String.class, char.class);
//4.2 因为say方法是private, 所以需要暴破，原理和前面讲的构造器和属性一样
say.setAccessible(true);
System.out.println(say.invoke(o, 10, "张三", '男'));
//4.3 因为say方法是static的，还可以这样调用，可以传入null
System.out.println(say.invoke(null, 20, "李四", '男'));

class Boss {

    public int age;
    private static String name;

    public Boss() {}

    private static String say(int n, String s, char c) {
        return n + " " + s + " " + c;
    }

    public void hi(String s) {
        System.out.println("hi " + s);
    }
}

在这里插入图片描述

4. 练习

1、通过反射修改私有成员变量 com.xdr630.homework

  1. 定义PrivateTest类， 有私有name属性，并且属性值为xdr
  2. 提供getName的公有方法
  3. 创建PrivateTest的类， 利用Class类得到私有的name属性， 修改私有的name属性值，

并调用getName(的方法打印name属性值

public class Homework01 {
    public static void main(String[] args) throws IllegalAccessException, InstantiationException, NoSuchFieldException, NoSuchMethodException, InvocationTargetException {
        /**
         * 定义PrivateTest类，有私有name属性，并且属性值为hellokitty
         * 提供getName的公有方法
         * 创建PrivateTest的类，利用Class类得到私有的name属性，修改私有的name属性值，并调用getName()的方法打印name属性值
         */
        //1. 得到 PrivateTest类对应的Class对象
        Class<PrivateTest> privateTestClass = PrivateTest.class;
        //2. 创建对象实例
        PrivateTest privateTestObj = privateTestClass.newInstance();
        //3. 得到name属性对象
        Field name = privateTestClass.getDeclaredField("name");//name属性是private
        //4. 暴破name
        name.setAccessible(true);
        name.set(privateTestObj, "兮动人");
        //5. 得到getName方法对象
        Method getName = privateTestClass.getMethod("getName");
        //6. 因为getName() 是public，所有直接调用
        Object invoke = getName.invoke(privateTestObj);
        System.out.println("name属性值=" + invoke);//兮动人

    }
}

class PrivateTest {
    private String name = "xdr";
    //默认无参构造器
    public String getName() {
        return name;
    }
}

在这里插入图片描述

2、利用反射和File完成以下功能

  1. 利用Class类的forName方法得到File类的class对象
  2. 在控制台打印File类的所有构造器
  3. 通过 newInstance 的方法创建File对象，并创建E:\aa.txt文件
//1. Class类的forName方法得到File类的 class 对象
Class<?> fileCls = Class.forName("java.io.File");
//2. 得到所有的构造器
Constructor<?>[] declaredConstructors = fileCls.getDeclaredConstructors();
//遍历输出
for (Constructor<?> declaredConstructor : declaredConstructors) {
    System.out.println("File构造器=" + declaredConstructor);
}
//3. 指定的得到 public java.io.File(java.lang.String)
Constructor<?> declaredConstructor = fileCls.getDeclaredConstructor(String.class);
String fileAllPath = "e:\\aa.txt";
Object file = declaredConstructor.newInstance(fileAllPath);//创建File对象

//4. 得到createNewFile 的方法对象
Method createNewFile = fileCls.getMethod("createNewFile");
createNewFile.invoke(file);//创建文件，调用的是 createNewFile
//file的运行类型就是File
System.out.println(file.getClass());
System.out.println("创建文件成功" + fileAllPath);

在这里插入图片描述

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