2.反射(Reflection)

1.反射概述

在这里插入图片描述

Reflection(反射)是java被视为动态语言的关键，反射机制允许程序在执行期借助于Reflection API取得任何类的内部消息，并能直接操作任意对象的内部属性及方法。

Class c = Class.forName("java.lang.String");

加载完类之后，在堆内存的方法区中就产生了一个Class类型的对象（一个类只有一个Class对象）,这个对象就包含了完整的类的结构信息。我们可以通过这个对象看到类的结构。这个对象就像一面镜子，透过这个镜子看到类的结构，所以，我们形象的称之为：反射
可以通过对象反射出类的名称

反射机制提供的功能

➢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

➢在运行时获取泛型信息

➢在运行时调用任意一个对象的成员变量和方法

➢在运行时处理主机

➢生成动态代理

java反射的优缺点

优点:

➢可以实现动态创建对象和编译,体现出很大的灵活性

缺点:

➢对性能有影响。使用反射基本.上是一种解释操作,我们可以告诉JVM,我们希望做什么并且它满足我们的要求。这类操作总是慢于直接执行相同的操作。

反射相关的API

java.lang.class:代表一个类

java.lang.reflect.Method:代表类的方法

java.lang.reflect.Field代表的成员变量

java.lang.reflect.Constructor:代表类的构造器

获得反射对象

//什么叫反射
public class Test02 {
   
   
    public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException {
   
   
        //通过反射获取类的class对象
        Class c1 = Class.forName("com.hbsi.fanshe.User");
        System.out.println(c1);
        Class c2 = Class.forName("com.hbsi.fanshe.User");
        System.out.println(c2.hashCode());
        Class c3 = Class.forName("com.hbsi.fanshe.User");
        System.out.println(c3.hashCode());
        Class c4 = Class.forName("com.hbsi.fanshe.User");
        System.out.println(c4.hashCode());
        //c2 c3 c4一样
        /*
        * 一个类在内存中只有一个Class对象
        * 一个类被加载后，类的整个结构都会被封装在class对象中
        * */

    }
}
//实体类
class User{
   
   
    private String userName;
    private int age;

    public User(String userName, int age) {
   
   
        this.userName = userName;
        this.age = age;
    }

    public String getUserName() {
   
   
        return userName;
    }

    public void setUserName(String userName) {
   
   
        this.userName = userName;
    }

    public int getAge() {
   
   
        return age;
    }

    public void setAge(int age) {
   
   
        this.age = age;
    }
}

2.得到class类的几种方式

对象照镜子后可以得到的信息:某个类的属性、方法和构造器、某个类到底实现了哪些接口。对于每个类而言，JRE都为其保留一个不变的Class类型的对象。一个Class对象包含了特定某个结构(class/interface/enum/annotation/primitive type/void/[])的有关信息。

➢Class 本身也是一个类

➢Class 对象只能由系统建立对象

➢一个加载的类在JVM中只会有一个Class实例

➢一个Class对象对应的是一个加载到JVM中的一个.class文件

➢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可以完整地得到一个类中的所有被加载的结构

➢Class类是Reflection的根源，针对任何你想动态加载、运行的类，唯有先获得相应的Class对象

Class类的方法

在这里插入图片描述


```java
//测试获取Class类的创建方式有哪些
public class Test03 {
   
   
    public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException {
   
   
        Person person = new Student();
        //方式一：通过对象获得
        Class c1 = person.getClass();
        System.out.println(c1.hashCode());
        //方式二：forname获得
        Class c2 = Class.forName("com.hbsi.fanshe.Person");
        System.out.println(c2.hashCode());
        //方式三：通过类名.class获得
        Class<Person> personClass = Person.class;
        System.out.println(personClass.hashCode());
        //方式四：基本内置类型的包装类都有一个Type属性  本类不能使用
        Class<Integer> c4 = Integer.TYPE;
        System.out.println(c4);
        //获得父类类型
        Class c5 = c1.getSuperclass();
        System.out.println(c5);
    }
}
class Person{
   
   
    public String name;

    public Person() {
   
   
    }

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

    public String getName() {
   
   
        return name;
    }

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

    @Override
    public String toString() {
   
   
        return "person{" +
                "name='" + name + '\'' +
                '}';
    }
}
class Student extends Person{
   
   

    public Student() {
   
   

        this.name="学生";
    }
}
class Teacher extends Person{
   
   
    public Teacher() {
   
   

        this.name="老师";
    }
}

哪些类型可以有class对象

➢class: 外部类，成员(成员内部类,静态内部类)，局部内部类，匿名内部类。➢interface: 接口

➢[]: 数组

➢enum:枚举

➢annotation: 注解@interface

➢primitive type:基本数据类型

➢void

//所有类型的Class对象
public class Test04 {
   
   
    public static void main(String[] args) {
   
   
        Class c1 = Object.class;
        Class c2 = Comparable.class;
        Class c3 = String[].class;
        Class c4 = int[][].class;
        Class c5 = Override.class;
        Class c6 = ElementType.class;
        Class c7 = Integer.class;
        Class c8 = void.class;
        Class c9 = Class.class;
        System.out.println(c1);
        System.out.println(c2);
        System.out.println(c3);
        System.out.println(c4);
        System.out.println(c5);
        System.out.println(c6);
        System.out.println(c7);
        System.out.println(c8);
        System.out.println(c9);
        //只要元素类型与维度一样，就是同一个Class
        int[] a = new int[10];
        int[] b = new int[100];
        System.out.println(a.getClass().hashCode());//1163157884
        System.out.println(b.getClass().hashCode());//1163157884
    }
}

输出结果

class java.lang.Object
interface java.lang.Comparable
class [Ljava.lang.String;
class [[I
interface java.lang.Override
class java.lang.annotation.ElementType
class java.lang.Integer
void
class java.lang.Class

3.类加载内存分析

在这里插入图片描述

类加载器和ClassLoader的理解

加载:将class文件字节码内容加载到内存中，并将这些静态数据转换成方法区的运行时数据结构,然后生成一个代表这个类的java.lang.Class对象.
链接:将Java类的二C进制代码合并到JVM的运行状态之中的过程。

➢验证: 确保加载的类信息符合JVM规范，没有安全方面的问题

➢准备:正式为类变量(static) 分配内存并设置类变量默认初始值的阶段，这些内存都将在方法区中进行分配。

➢解析:虚拟机常量池内的符号引用(常量名)替换为直接引用(地址)的过程。
初始化:

➢执行类构造器 ()方法的过程。类构造器< clinit> ()方法是由编译期自动收集类中所有类变量的赋值动作和静态代码块中的语句合并产生的。(类构造器是构造类信息的，不是构造该类对象的构造器)。

➢当初始化- -个类的时候，如果发现其父类还没有进行初始化，则需要先触发其父类的初始化。

➢虚拟机会保证- 个类的< clinit> ()方法在多线程环境中被正确加锁和同步。

代码演示

在这里插入图片描述

public class Test05 {
   
   
    public static void main(String[] args) {
   
   
    A a = new A();
        System.out.println(a.m);
        /*
        * 1.将class文件字节码内容加载到内存中，会产生一个类对应的Class对象
        * 2.链接 链接结束后 m=0
        * 3.初始化
        * <cinit>()
        *  System.out.println("A 类静态代码块初始化");
           m=300;
        * static int m =100;
        *  m=100
        * */
    }
}
class A{
   
   
    static{
   
   
        System.out.println("A 类静态代码块初始化");
        m=300;
    }
    static int m =100;

    public A() {
   
   
        System.out.println("A类的无参构造初始化");
    }
}

/*
* 输出为
* A 类静态代码
* A类的无参构造初始化
* 100
* */

4.分析类的初始化

什么时候会发生类初始化?

类的主动引用(一定会发生类的初始化)

➢当虚拟机启动，先初始化main方法所在的类

➢new一个类的对象

➢调用类的静态成员(除了final常量)和静态方法

➢使用java.lang.reflect包的方法对类进行反射调用

➢当初始化一个类，如果其父类没有被初始化，则先会初始化它的父类
类的被动引用(不会发生类的初始化)

➢当访问一个静态域时，只有真正声明这个域的类才会被初始化。如:当通过子类引用父类的静态变量，不会致子类初始化

➢通过数组定义类引用，不会触发此类的初始化

➢引用常量不会触发此类的初始化(常量在链接阶段就存入调用类的常量池中了)

//测试类什么时候会被初始化
public class Test06 {
   
   
    static {
   
   
        System.out.println("main类被加载了");
    }

    public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException {
   
   
        //1.主动调用（一定会发生类的初始化）
        // Son son = new Son();
        //反射也会产生主动引用
        // Class.forName("com.hbsi.fanshe.Son");
        //调用类的静态成员
        //System.out.println(Son.m);
        /*以上每一句代码单独运行后，都会输出以下内容
         * main类被加载了
         * 类被加载
         * 子类被加载
         */
        //2.被动调用（不会发生类的初始化）
        //System.out.println(Son.b);//main类被加载了  父类被加载
        // Son[] son =new Son[5];//main类被加载了
        System.out.println(Son.n);//main类被加载了
    }
}

class Father {
   
   
    static int b = 2;

    static {
   
   
        System.out.println("父类被加载");
    }
}

5.类加载器

在这里插入图片描述

类加载器的作用：将class字节码内容加载到内存，并将这些静态数据转换成方法区的运行时数据结构，然后在堆中生成一个代表这个类的java.lang.Class对象，作为方法区中类数据的访问入口。

类缓存：标准的javaSE类加载器可以按要求查找类，但一旦某个类被加载到类加载器中，它将维持加载（缓存）一段时间。不过JVM垃圾回收机制可以回收这些Class对象。

类加载器的作用是用来把类(class）装载进内存的，JVM规范定义了如下类型的类加载器。
在这里插入图片描述

根类加载器（Boostap ClassLoader）:用C++编写的，是JVM自带的类加载器，负责java平台核心库，用来装载核心类库，该加载器无法直接获取。

所在路径：jdk1.8.0_74\jre\lib下的rt.jar（JDK安装目录下的jre/lib下的）

解压查看rt.jar 你会发现里面都是我们常用的各种类

扩展类加载器：负责jre/lib/ext/目录下的jar包或-D java.ext.dirs指定目录下的jar包装入工作裤
系统类加载器（System Classloader）负责java -classpath 或-D java.class.path所指的目录下的类与jar包装入工作，时最常用的加载器（也就是加载自己项目里jar包）

public class Test07 {
   
   
    public static void main(String[] args) {
   
   
        //获取系统类加载器
        ClassLoader systemClassLoader = ClassLoader.getSystemClassLoader();
        System.out.println(systemClassLoader);//sun.misc.Launcher$AppClassLoader@18b4aac2
        //获取获取系统类加载器的父类---》扩展类加载器
        ClassLoader parent = systemClassLoader.getParent();//sun.misc.Launcher$ExtClassLoader@4554617c
        System.out.println(parent);
        //获取扩展类加载器的父类----》根类加载器 （C/C++）
        ClassLoader parent1 = parent.getParent();
        System.out.println(parent1);//null
        //获取系统类加载器可以加载的路径
        System.out.println(System.getProperty("java.class.path"));
        /*C:\Program Files\Java\jdk1.8.0_74\jre\lib\charsets.jar;
        C:\Program Files\Java\jdk1.8.0_74\jre\lib\deploy.jar;
        C:\Program Files\Java\jdk1.8.0_74\jre\lib\ext\access-bridge-64.jar;
        C:\Program Files\Java\jdk1.8.0_74\jre\lib\ext\cldrdata.jar;
        C:\Program Files\Java\jdk1.8.0_74\jre\lib\ext\dnsns.jar;
        C:\Program Files\Java\jdk1.8.0_74\jre\lib\ext\jaccess.jar;
        C:\Program Files\Java\jdk1.8.0_74\jre\lib\ext\jfxrt.jar;
        C:\Program Files\Java\jdk1.8.0_74\jre\lib\ext\localedata.jar;
        C:\Program Files\Java\jdk1.8.0_74\jre\lib\ext\nashorn.jar;
        C:\Program Files\Java\jdk1.8.0_74\jre\lib\ext\sunec.jar;
        C:\Program Files\Java\jdk1.8.0_74\jre\lib\ext\sunjce_provider.jar;
        C:\Program Files\Java\jdk1.8.0_74\jre\lib\ext\sunmscapi.jar;
        C:\Program Files\Java\jdk1.8.0_74\jre\lib\ext\sunpkcs11.jar;
        C:\Program Files\Java\jdk1.8.0_74\jre\lib\ext\zipfs.jar;
        C:\Program Files\Java\jdk1.8.0_74\jre\lib\javaws.jar;
        C:\Program Files\Java\jdk1.8.0_74\jre\lib\jce.jar;
        C:\Program Files\Java\jdk1.8.0_74\jre\lib\jfr.jar;
        C:\Program Files\Java\jdk1.8.0_74\jre\lib\jfxswt.jar;
        C:\Program Files\Java\jdk1.8.0_74\jre\lib\jsse.jar;
        C:\Program Files\Java\jdk1.8.0_74\jre\lib\management-agent.jar;
        C:\Program Files\Java\jdk1.8.0_74\jre\lib\plugin.jar;
        C:\Program Files\Java\jdk1.8.0_74\jre\lib\resources.jar;
        C:\Program Files\Java\jdk1.8.0_74\jre\lib\rt.jar;
        D:\eclipsework\ThreadTest\out\production\注解和反射;
        C:\Program Files\JetBrains\IntelliJ IDEA 2020.1.1\lib\idea_rt.jar
        * */
    }
}

6.获取类的运行时结构

public class Test08 {
   
   
    public static void main(String[] args) throws Exception{
   
   
        Class c1 = Class.forName("com.hbsi.fanshe.User");//前面创建的User类
        //获得类的名称
        System.out.println(c1.getName());//包名+类名  com.hbsi.fanshe.User
        System.out.println(c1.getSimpleName());//包名  User
        //获得类的属性
        System.out.println("----------------");
        Field[] fields = c1.getFields();//获取类的公共属性 public修饰的属性
       /* for (Field field:fields) {
            System.out.println(field);
        }*/
        fields = c1.getDeclaredFields();//获取类的所有的属性
        for (Field field : fields) {
   
   
            System.out.println(fields);
        }
       //获取指定属性的值
        Field userName = c1.getDeclaredField("userName");
        System.out.println(userName);//private java.lang.String com.hbsi.fanshe.User.userName
        //获取类的方法
        Method[] methods = c1.getMethods();//获取本类及其父类的全部public 方法
        for (Method method:methods){
   
   
            System.out.println(method);
        }
          methods = c1.getDeclaredMethods();//获取本类的所有的方法
        for (Method method:methods){
   
   
            System.out.println(method);
        }
        //获取指定的方法
        Method getUserName = c1.getMethod("getUserName", null);
        System.out.println(getUserName);
        //public java.lang.String com.hbsi.fanshe.User.getUserName()
        Method setUserName = c1.getMethod("setUserName", String.class);
        System.out.println(setUserName);
        //public void com.hbsi.fanshe.User.setUserName(java.lang.String)
        //获得指定的构造器
        System.out.println("---------------");
        Constructor[] constructor = c1.getConstructors();
        for (Constructor constructor1:constructor){
   
   
            System.out.println(constructor1);
        }
        constructor = c1.getDeclaredConstructors();
        for (Constructor constructor1:constructor){
   
   
            System.out.println(constructor1);
        }
        //获得指定参数的构造器
        Constructor declaredConstructor = c1.getDeclaredConstructor(String.class, int.class);
        System.out.println(declaredConstructor);
    }
}

7.动态创建对象执行方法

有了Class对象，能做什么

创建类的对象:调用Class对象的newInstance()方法

➢1) 类必须有一个无参数的构造器

➢2)类的构造器的访问权限需要足够!

思考?难道没有无参的构造器就不能创建对象了吗?只要在操作的时候明确的调用类中的构造器,并将参数传递进去之后，才可以实例化操作。

步骤如下:

1)通过Class类的getDeclaredConstructor(Class .. parameterTypes)取得本类的指定形参类型的构造器

2)向构造器的形参中传递一个对象数组进去，里面包含了构造器中所需的各个参数。

3)通过Constructor实例化对象

调用指定的方法

通过反射，调用类中的方法，通过Method类完成。

①通过Class类的getMethod(String name,Class... parameterTypes)方法取得一个Method对象，并设置此方法操作时所需要的参数类型。

②之后使用Object invoke(Object obj, Object[] args)进行调用，并向方法中传递要设置的obj对象的参数信息。

Object invoke(Object obj, Object ... args)

➢Object 对应原方法的返回值，若原方法无返回值，此时返回nul)

➢若原方法若为静态方法，此时形参0bject obj可为null

➢若原方法形参列表为空，则Object[] args为null

➢若原方法声明为private,则需要在调用此invoke()方法前，显式调用方法对象的setAccessible(true)方法，将可访问private的方法。

setAccesslible

➢Method和Field、 Constructor对象都有setAccessible()方法。

➢setAccessible作用是启动和禁用访问安全检查的开关。

➢参数值为True则指示反射的对象在使用时应该取消Java语言访问检查。

➢提高反射的效率。如果代码中必须用反射，而该句代码需要频繁的被调用，那么请设置为true.

➢使得原本无法访问的私有成员也可以访问

➢参数值为false则指示反射的对象应该实施Java语言访问检查

//动态创建对象 通过反射
public class Test09 {
   
   
    public static void main(String[] args) throws Exception{
   
   
        //获得class对象
        Class c1 = Class.forName("com.hbsi.fanshe.User");
        //构造一个对象
        User user  = (User) c1.newInstance();
        System.out.println(user);//调用本类的无参构造
        //通过构造器创建对象    获取指定参数的构造器
        Constructor declaredConstructor = c1.getDeclaredConstructor(String.class, int.class);
        User user1 = (User) declaredConstructor.newInstance("ll", 18);
        System.out.println(user1);
        //通过反射调用普通方法
        User user2 = (User) c1.newInstance();
        Method setUserName = c1.getDeclaredMethod("setUserName", String.class);
        //invoke 激活的意思   （对象，方法的值）
        setUserName.invoke(user2,"aaa");
        //通过反射操作属性
        User user3 = (User) c1.newInstance();
        Field userName = c1.getDeclaredField("userName");
        //不能直接操作私有属性，我们需要关闭程序的安全检测，属性或者方法的
        userName.setAccessible(true);
        userName.set(user3,"bbb");
        System.out.println(user3.getUserName());
    }
}

8.获取泛型信息

➢Java采用泛型擦除的机制来引入泛型, Java中的泛型仅仅是给编译器javac使用的,确保数据的安全性和免去强制类型转换问题, 但是, 一旦编译完成,所有和泛型有关的类型全部擦除

➢为了通过反射操作这些类型, Java新增了ParameterizedType , GenericArrayType，TypeVariable和WildcardType几种类型来代表不能被归一到Class类中的类型但是又和原始类型齐名的类型.

➢ParameterizedType :表示一种参数化类型,比如Collection

➢GenericArrayType :表示一-种元素类型是参数化类型或者类型变量的数组类型➢TypeVariable :是各种类型变量的公共父接口

➢WildcardType :代表一种通配符类型表达式

//通过反射获取泛型
public class Test10 {
   
   

    public void test01(Map<String,User> map, List<User>  list) {
   
   
        System.out.println("test01");
    }
    public Map<String,User>  test02() {
   
   
        System.out.println("test02");
        return null;
    }

    public static void main(String[] args) throws Exception {
   
   
        Method method = Test10.class.getMethod("test01", Map.class, List.class);
        Type[] genericParameterTypes = method.getGenericParameterTypes();
        for (Type genericParameterType : genericParameterTypes) {
   
   
            System.out.println(genericParameterType);
            if(genericParameterType instanceof ParameterizedType){
   
   
                Type[] actualTypeArguments = ((ParameterizedType) genericParameterType).getActualTypeArguments();
                for (Type actualTypeArgument : actualTypeArguments) {
   
   
                    System.out.println(actualTypeArgument);
                }
            }
        }
         method = Test10.class.getMethod("test02",null);
        Type genericReturnType = method.getGenericReturnType();
        if(genericReturnType instanceof ParameterizedType){
   
   
            Type[] actualTypeArguments = ((ParameterizedType) genericReturnType).getActualTypeArguments();
            for (Type actualTypeArgument : actualTypeArguments) {
   
   
                System.out.println(actualTypeArgument);
            }
        }
    }
}

9.获取注解信息

public class Test111 {
   
   
    public static void main(String[] args) throws Exception {
   
   
        Class c1 = Class.forName("com.hbsi.fanshe.student");
        Annotation[] annotations = c1.getAnnotations();
        for (Annotation annotation : annotations) {
   
   
            System.out.println(annotation);//@com.hbsi.fanshe.TableStudent(value=db_student)
        }
        //获取注解value的值
        TableStudent tableStudent = (TableStudent) c1.getAnnotation(TableStudent.class);
        System.out.println( tableStudent.value());//db_student
        //获取类指定的注解
        Field f = c1.getDeclaredField("id");
        FileStudent annotation = f.getAnnotation(FileStudent.class);
        System.out.println(annotation.columnName());
        System.out.println(annotation.type());
        System.out.println(annotation.length());

    }
}
@TableStudent("db_student")
class student{
   
   
    @FileStudent(columnName = "db_id",type = "int",length = 10)
    private int id;
    @FileStudent(columnName = "db_age",type = "int",length = 10)
    private int age;
    @FileStudent(columnName = "db_name",type = "varchar",length = 5)
    private String name;

    public student() {
   
   
    }

    public student(int id, int age, String name) {
   
   
        this.id = id;
        this.age = age;
        this.name = name;
    }

    public int getId() {
   
   
        return id;
    }

    public void setId(int id) {
   
   
        this.id = id;
    }

    public int getAge() {
   
   
        return age;
    }

    public void setAge(int age) {
   
   
        this.age = age;
    }

    public String getName() {
   
   
        return name;
    }

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

    @Override
    public String toString() {
   
   
        return "student{" +
                "id=" + id +
                ", age=" + age +
                ", name='" + name + '\'' +
                '}';
    }
}
//类名的注解
@Target(ElementType.TYPE)
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
@interface TableStudent{
   
   
    String value();
}
//属性的注解
@Target(ElementType.FIELD)
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
@interface FileStudent{
   
   
    String columnName();
    String type();
    int length();
}

Java学习—注解与反射2（狂神说超详细版）

2.反射(Reflection)

1.反射概述

反射机制提供的功能

java反射的优缺点

反射相关的API

获得反射对象

2.得到class类的几种方式

Class类的方法

哪些类型可以有class对象

3.类加载内存分析

类加载器和ClassLoader的理解

4.分析类的初始化

什么时候会发生类初始化?

5.类加载器

6.获取类的运行时结构

7.动态创建对象执行方法

有了Class对象，能做什么

调用指定的方法

setAccesslible

8.获取泛型信息

9.获取注解信息

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什么时候会发生类初始化?

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