反射机制(什么是反射、反射操作构造器、方法、字段、反射加载资源)

1、什么是反射：

■ 问题1：

1、对象有编译类型和运行类型

Object obj = new java.util.Date();

• 编译类型：是声明时的类型，Object 类型
• 运行类型：是new 的类型，实例化类型 java.util.Date

□ 需求：通过obj对象，调用java.util.Date类中的toLocaleString方法。

直接 obj.toLocaleString(); 此时编译报错，编译时会检查编译类型中是否存在toLocaleString方法。

• 解决方案：因为咱知道obj的真实类型是java.util.Date类，可以进行类型的强制转化
  java.util.Date d = (java.util.Date)obj; d.toLocaleString();//此时编译成功，成功调用方法
  但是，若是不知道obj的真实类型，就不能强转（底层有一个方法-返回类型是Object类型的java.util.Date对象）
  
• 底层代码：
  public static Object getObj(){
     return new java.util.Date();
  }
  

//使用反射：
Object obj = new java.util.Date();
Method m = obj.getClass().getMethod("toLocaleString");
m.invoke();

■ 问题2：

• 面向对象思维：万物皆对象，那么：类这种事物是什么对象呢？又需要用什么类来描述这种对象呢？

□ 当类一旦被加载进内存，就会变成Class对象【字节码对象】

• 类-用来描述对象，Class-用来描述类这种对象的类
• 好比是元数据：描述数据的描述数据。

------- 反射：就是得到类(这种对象的）类【java.lang.Class】，得到类的元数据的过程。

• 细致描述：在运行时期，动态地区获取某个类中的成员的信息（构造器、方法、字段、内部类、接口、父类等等）。

■ 还是根据万物皆对象的思维，我们把类中的每一种成员，都描述成一个新的类：

• Class：表示所有的类
• Constructor：表示所有的构造器
• Method：表示所有的方法
• Field：表示所有的字段

2、Class 类和 Class实例：

2-1、Class 类和 Class实例概念：

（1）Class类：用来描述类或接口的类型，描述类的类。

（2）Class类的实例：在jvm中的一份份字节码，Class 实例表示在jvm中的类或者接口，枚举是一种特殊的类，注解是一种特殊的接口。

• Class 对象：是字节码对象

□ 当程序第一次使用某个类(例如：java.util.Date类)的时候，就会把该类的字节码(编译生成的字节码)，加载进行虚拟机，并创建一个Class对象【字节码对象】，此时的Class对象可以表示java.util.Date类的字节码，

但是Class 类可以表示N个类的字节码对象，问题：要怎么区分Class类此时表示的是哪一个类的字节码呢？

解决方案：Class类的设计者使用了泛型 Class

• 例如： java.lang.String 类的字节码类型是 Class<java.lang.String>, 而 java.util.Date类的字节码类型是 Class<java.util.Date>

2-2、获取Class实例的三种方式：

• 使用最多的是第三种方式，通过Class类中的静态方法forName("类的全限定名称")获取Class对象，在框架中大量使用。

//需求：获取java.util.Date类的字节码对象
//方式1：通过class属性
Class<java.util.Date> clazz1 = java.util.Date.class;
//方式2：通过对象的getClass方法，getClass方法是Object类的方法
java.util.Date date = new java.util.Date();
Class<?> clazz2 = date.getClass();
//方式3:通过Class类中的静态方法forName(String className)
Class clazz3 = Class.forName("java.util.Date");

■ 为什么创建Class对象不直接new呢？

■ 为什么获取Class实例的三种方式的结果是相同的呢？

• 同一个类在jvm/内存中只有一份字节码对象。

2-3、九大内置的Class实例：

■ 问题：上述的三种方式获取Class对象，对于基本类型：不能表示为对象，不能使用getClass方式，基本类型也没有类名的概念，不能使用Class.forName()方式，如何表示基本类型的字节码对象呢？---通过第一种方式

• 所有的数据类型都有class属性 Class clazz = 数据类型.class;
  
• 九大内置Class实例：jvm中预先提供好的Class实例，分别是byte、short、int、long、float、double、char、void
  表示：byte.class,short.class,int.class......void.class
  

2-4、数组的Class实例：

• 数组时引用类型，其实就是对象
  
• 如何表示数组的Class实例呢？ 方式1：数组类型.class; 方式2: 数组对象.getClass();
  
• 注意：所有的具有相同的维数、相同的元素类型的数组共享同一份字节码对象，和元素没有关系。
  

2-5、Class和Object的区别：

• Class：描述所有的类型，所以Class类中应该具有所有类型的相同方法
• Object：描述所有的对象，所以Object类中应该具有所有对象的共同方法

3、操作构造器(获取类中的构造器、使用反射创建对象)

✿ 需求：通过反射来获取一个类的构造器

① 获取该类的字节码（要获取一个类的构造器，需要将该类先加载进虚拟机）

② 从该字节码对象中去寻找需要获取的构造器

（1）Class 类获取构造器方法

• Constructor 类：表示类中构造器的类型，Constructor的实例就是某一个类中的某一个构造器
  
• 获取所有构造器： getConstructors() 【所有，public修饰的】 getDeclaredConstructors()【所有，和访问权限无关】

/* 获取所有的构造器 */
//1、获取构造器所在类的字节码对象
Class clazz = User.class;
//2、获取字节码对象中所有的构造器
// getConstructors() 只能获取当前Class对象所表示类的【public修饰的构造器】
Constructor[] cs = clazz.getConstructors();
//getDeclaredConstructors() 获取当前Class所表示的所有的构造器【和访问权限无关】
cs = clazz.getDeclaredConstructors();

• 获取指定的一个构造器：

• 公共无参构造器 getConstructor()
• 公共有参构造器 getConstructor(Class<?>...parameterTypes) 参数parameterTypes表示构造器参数的Class类型
• 任何类型的有参构造器 getDeclaredConstructor(Class<?>...parameterTypes) 【和访问权限无关】

/* 获取指定的一个构造器 */
//1、获取构造器所在类的字节码对象
Class clazz = User.class;
//2、获取字节码对象中获取指定的一个构造器
//获取public User() 无参构造器
Constructor constructor = clazz.getConstructor();
//获取public User(String name) 参数是String 的有参构造器
constructor = clazz.getConstructor(String.class);
//获取private User(String name, int age) 的私有有参构造器
constructor = clazz.getDeclaredConstructor(String.class, int.class);

（2）使用反射创建对象--调用Constructor的方法来创建对象

✿ 构造器最大作用：创建对象

★ 为什么需要使用反射来创建对象，不选择直接new?

① 不知道obj的真实类型

② 在框架中，提供给我们的都是字符串（例如 spring框架的xml，对xml解析，得到元素的属性值是字符串，需要通过Class.forName方法创建对象）

③ 解除硬编码、消除耦合

■ 使用反射创建对象的步骤：

1）找到构造器所在类的字节码对象

2）获取构造器对象

3）使用反射创建对象（调用构造器的方法创建对象）

✿ 调用构造器的方法创建对象:

• 若一个类中的构造器可以被外界访问同时没有参数，那么直接使用Class类的newInstance方法创建对象
• 要调用私有成员（例如调用私有构造器方法）：需要先设置当前构造器为可以访问Constructor对象.setAccessible(true)

//类中的构造器可以被外界访问同时没有参数，直接使用Class类的newInstance方法创建对象
Class<Person> clazz = Person.class;
Constructor<Person> con= clazz.getConstructor();
con.newInstance();
System.out.println("========================");
//反射：调用构造器的方法创建对象[无参构造器]
clazz = Person.class;
con= clazz.getConstructor(String.class);
con.newInstance("shan");
System.out.println("========================");
//反射：调用构造器的方法创建对象[无参构造器]
clazz = Person.class;
con= clazz.getDeclaredConstructor(String.class, int.class);
//设置当前的构造器【私有的】可以访问
con.setAccessible(true);
con.newInstance("shan", 10);

4、操作方法(获取类中的方法、使用反射调用方法)

------跟操作构造器差不多啦。。。

4-1、获取类中的方法Method

■ 获取类中的所有方法：

• public Method getMethods()：获取包括自身和继承过来的所有public 方法
  
• public Method getDeclaredMethods()：获取自身所有方法（不包括继承、和访问权限无关）
  

■ 获取类中指定的一个方法【方法签名：方法名+参数列表】：

• public Method getMethod(String methodName，Class<?>...parameterTypes)：获取指定名称的一个public方法（包括继承的）
• public Method getDeclaredMethod(String methodName，Class<?>...parameterTypes)：获取指定名称方法（不包括继承、和访问权限无关）

• 参数类型parameterTypes为泛型的时候，自动提升为Object类型

4-2、使用反射调用方法(调用Method的方法来执行方法)

■ 步骤：

1）获取方法所在类的字节码对象

2）获取方法对象

3）使用反射调用方法

■ 使用反射调用一个方法：

在Method类中有方法：public Object invoke(Object obj, Object...args): 表示调用当前Method所表示的方法

• obj 表示被调用的方法底层所属的对象【Class对象.newInstance() 当无参外界可访问时】
  
• 设置可访问私有的成员 Method对象.setAccessible(true)
  
  

□ 使用反射调用静态方法：

• 静态方法不属于任何对象，静态方法属于类本身
  此时把invoke方法的第一个参数设置为null即可 public Object invoke(null, Object...args)
  
  

□ 使用反射调用数组参数(可变参数)：

• 王道：调用方法的时候把世界参数统统作为Object数组的元素即可 Method对象.invoke(Object obj, new Object[]{ 所有实参 })

5、操作字段

------跟操作构造器差不多啦。。。

6、反射机制---加载资源

加载资源文件路径： db.properties

• 注意：加载properties文件，只能使用Propertis类的load方法

■ 方式1：使用绝对路径--new FileInputStream("绝对路径") [不推荐]

Properties p = new Properties();
InputStream in = new FileInputStream("db.properties文件的绝对路径");//绝对路径
p.load(in);//加载资源

✿ 方式2：使用相对路径--相对于classpath的根路径(字节码输出路径) [推荐]

• 此时得使用类加载器ClassLoader，类加载器默认就是从classpath根路径去寻找文件的

Properties p = new Properties();
//ClassLoader loader = CreateObjDemo.class.getClassLoader();//可以通过Class类的getClassLoader()方法获取
ClassLoader loader = Thread.currentThread().getContextClassLoader();//一般选择通过线程获取类加载器【因为可以不用写类名啦】
InputStream in = loader.getResourceAsStream("db.properties");//相对路径-相对于当前项目的输出路径
p.load(in);//加载资源

■ 方式3：使用相对路径--相对于当前加载资源文件的字节码的根路径

Properties p = new Properties();
InputStream in = CreateObjDemo.class.getResourceAsStream("db.properties");//相对路径-相对于加载当前资源文件的字节码根路径
p.load(in);//加载资源