黑马程序员--java高新技术--反射的深入讲解

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=================第5单元：反射的深入讲解===============

17.透彻分析反射的基础_Class类

18.理解反射的概念

19.构造方法的反射应用

20.成员变量的反射

21.成员变量反射的综合案例

22.成员方法的反射

23.对接收数组参数的成员方法进行反射

24.数组与Object的关系及其反射类型

25.数组的反射应用

26.ArrayList_HashSet的比较及Hashcode分析

27.框架的概念及用反射技术开发框架的原理

28.用类加载器的方式管理资源和配置文件

29.由内省引出JavaBean的讲解

30.对JavaBean的简单内省操作

31.对JavaBean的复杂内省操作

32.使用BeanUtils工具包操作JavaBean

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=================第5单元：反射的深入讲解===============

17.透彻分析反射的基础_Class类

1.对比提问： Person类代表人，它的实例对象就是张三，李四这样一个个具体的人， Java程序中的各个Java类属于同一类事物，描述这类事物的Java类名就是Class。对比提问：众多的人用一个什么类表示？众多的Java类用一个什么类表示？

人àPerson

Java类àClass

 2.Class类代表Java类，它的各个实例对象又分别对应什么呢？

对应各个类在内存中的字节码，例如，Person类的字节码，ArrayList类的字节码，等等。

一个类被类加载器加载到内存中，占用一片存储空间，这个空间里面的内容就是类的字节码，不同的类的字节码是不同的，所以它们在内存中的内容是不同的，这一个个的空间可分别用一个个的对象来表示，这些对象显然具有相同的类型，这个类型是什么呢？

3.如何得到各个字节码对应的实例对象（ Class类型）

类名.class，例如，System.class

对象.getClass()，例如，new Date().getClass()

Class.forName("类名")，例如，Class.forName("java.util.Date");

4.九个预定义Class实例对象：

参看Class.isPrimitive方法的帮助

Int.class == Integer.TYPE

5.数组类型的Class实例对象

Class.isArray()

总之，只要是在源程序中出现的类型，都有各自的Class实例对象，例如，int[]，void…

1.Java类用于描述一类事物的共性，该类事物有什么属性，没有什么属性，至于这个属性的值是什么，则是由这个类的实例对象来确定的，不同的实例对象有不同的属性值。Java程序中的各个Java类，它们是否属于同一类事物，是不是可以用一个类来描述这类事物呢？这个类的名字就是Class，要注意与小写class关键字的区别哦。Class类描述了哪些方面的信息呢？类的名字，类的访问属性，类所属于的包名，字段名称的列表、方法名称的列表，等等。学习反射，首先就要明白Class这个类。写如下代码进行对比理解：

/*Person p1 = new Person("zhangsan");

Person p2 = new Person("lisi");

*/

/*Class x1 = Vector类在内存里的字节码

 Class x2 = Date类在内存里的字节码*/

Class x1 = Vector.class;

Class x2 = Date.class;

每个java类都是Class的一个实例对象，它们的内容不同，但是，它们的特征相同，譬如，都有方法，有字段，有父类，有包。

2. ******讲课时要一定画一张图：多个类的字节码装载入内存，在内存中加入一个个方块空间表示字节码，然后用一个个椭圆表示以这个字节码创建出来的实例对象，并用监视代码来说明字节码只被装载一次，而它构造的实例对象的构造方法被调用了多次。用如下代码更进一步说明Class的实例是什么？是一份字节码，一个类在虚拟机中通常只有一份字节码：

Date d1 = new Date();

Class clazz1 = d1.getClass();

Class clazz2 = Date.class;

Class clazz3 = null;

clazz3 = Class.forName("java.util.Date");

if(clazz1==clazz2)

{

System.out.println(clazz1.getName());

}

if(clazz1==clazz3)

{

System.out.println(clazz1.getName());

}

3.一个奇怪的问题：加载了字节码，并调用了其getMethods之类的方法，但是没有看到类的静态代码块被执行，只有在第一个实例对象被创建时，这个静态代码才会被执行。准确的说，静态代码块不是在类加载时被调用的，而是第一个实例对象被创建时才执行的。

18.理解反射的概念

     反射就是把Java类中的各种成分映射成相应的java类。例如，一个Java类中用一个Class类的对象来表示，一个类中的组成部分：成员变量，方法，构造方法，包等等信息也用一个个的Java类来表示，就像汽车是一个类，汽车中的发动机，变速箱等等也是一个个的类。表示java类的Class类显然要提供一系列的方法，来获得其中的变量，方法，构造方法，修饰符，包等信息，这些信息就是用相应类的实例对象来表示，它们是Field、Method、Contructor、Package等等。 

     一个类中的每个成员都可以用相应的反射API类的一个实例对象来表示，通过调用Class类的方法可以得到这些实例对象后，得到这些实例对象后有什么用呢？怎么用呢？这正是学习和应用反射的要点。

19.构造方法的反射应用

Constructor类代表某个类中的一个构造方法

得到某个类所有的构造方法：

例子：Constructor [] constructors= Class.forName("java.lang.String").getConstructors();

得到某一个构造方法：

例子：  Constructor constructor = Class.forName(“java.lang.String”).getConstructor(StringBuffer.class);

//获得方法时要用到类型

创建实例对象：

通常方式：String str = new String(new StringBuffer("abc"));

反射方式： String str = (String)constructor.newInstance(new StringBuffer("abc"));

//调用获得的方法时要用到上面相同类型的实例对象

Class.newInstance()方法：

例子：String obj = (String)Class.forName("java.lang.String").newInstance();

该方法内部先得到默认的构造方法，然后用该构造方法创建实例对象。

该方法内部的具体代码是怎样写的呢？用到了缓存机制来保存默认构造方法的实例对象。

20.成员变量的反射

Field类代表某个类中的一个成员变量

演示用eclipse自动生成Java类的构造方法

问题：得到的Field对象是对应到类上面的成员变量，还是对应到对象上的成员变量？类只有一个，而该类的实例对象有多个，如果是与对象关联，哪关联的是哪个对象呢？所以字段fieldX 代表的是x的定义，而不是具体的x变量。

示例代码：

ReflectPoint point = new ReflectPoint(1,7);

Field y = Class.forName("cn.itcast.corejava.ReflectPoint").getField("y");

System.out.println(y.get(point));

//Field x = Class.forName("cn.itcast.corejava.ReflectPoint").getField("x");

Field x = Class.forName("cn.itcast.corejava.ReflectPoint").getDeclaredField("x");

x.setAccessible(true);

System.out.println(x.get(point));

21.成员变量反射的综合案例
作业：将任意一个对象中的所有String类型的成员变量所对应的字符串内容中的"b"改成"a"。

22.成员方法的反射

Method类代表某个类中的一个成员方法

得到类中的某一个方法：

例子：      Method charAt = Class.forName("java.lang.String").getMethod("charAt", int.class);

调用方法：

通常方式：System.out.println(str.charAt(1));

反射方式： System.out.println(charAt.invoke(str, 1)); 

如果传递给Method对象的invoke()方法的第一个参数为null，这有着什么样的意义呢？说明该Method对象对应的是一个静态方法！

jdk1.4和jdk1.5的invoke方法的区别：

Jdk1.5：public Object invoke(Object obj,Object... args)

Jdk1.4：public Object invoke(Object obj,Object[] args)，即按jdk1.4的语法，需要将一个数组作为参数传递给invoke方法时，数组中的每个元素分别对应被调用方法中的一个参数，所以，调用charAt方法的代码也可以用Jdk1.4改写为 charAt.invoke(“str”, new Object[]{1})形式。

23.对接收数组参数的成员方法进行反射

目标：

写一个程序，这个程序能够根据用户提供的类名，去执行该类中的main方法。用普通方式调完后，大家要明白为什么要用反射方式去调啊？

问题：

启动Java程序的main方法的参数是一个字符串数组，即public static void main(String[] args)，通过反射方式来调用这个main方法时，如何为invoke方法传递参数呢？按jdk1.5的语法，整个数组是一个参数，而按jdk1.4的语法，数组中的每个元素对应一个参数，当把一个字符串数组作为参数传递给invoke方法时，javac会到底按照哪种语法进行处理呢？jdk1.5肯定要兼容jdk1.4的语法，会按jdk1.4的语法进行处理，即把数组打散成为若干个单独的参数。所以，在给main方法传递参数时，不能使用代码mainMethod.invoke(null,new String[]{“xxx”})，javac只把它当作jdk1.4的语法进行理解，而不把它当作jdk1.5的语法解释，因此会出现参数类型不对的问题。

解决办法：

mainMethod.invoke(null,new Object[]{new String[]{"xxx"}});

mainMethod.invoke(null,(Object)new String[]{"xxx"}); ，编译器会作特殊处理，编译时不把参数当作数组看待，也就不会数组打散成若干个参数了

24.数组与Object的关系及其反射类型

l 具有相同维数和元素类型的数组属于同一个类型，即具有相同的Class实例对象。

l 代表数组的Class实例对象的getSuperClass()方法返回的父类为Object类对应的Class。

l 基本类型的一维数组可以被当作Object类型使用，不能当作Object[]类型使用；非基本类型的一维数组，既可以当做Object类型使用，又可以当做Object[]类型使用。

l Arrays.asList()方法处理int[]和String[]时的差异。

l Array工具类用于完成对数组的反射操作。

思考题：怎么得到数组中的元素类型？

Int[] a = new int[3];

Object[] a = new OBject[]("a",1);

a[0].getClass.getName();

25.数组的反射应用

26.ArrayList_HashSet的比较及Hashcode分析

27.框架的概念及用反射技术开发框架的原理

框架与框架要解决的核心问题

我做房子卖给用户住，由用户自己安装门窗和空调，我做的房子就是框架，用户需要使用我的框架，把门窗插入进我提供的框架中。框架与工具类有区别，工具类被用户的类调用，而框架则是调用用户提供的类。

框架要解决的核心问题

我在写框架（房子）时，你这个用户可能还在上小学，还不会写程序呢？我写的框架程序怎样能调用到你以后写的类（门窗）呢？

因为在写才程序时无法知道要被调用的类名，所以，在程序中无法直接new 某个类的实例对象了，而要用反射方式来做。

综合案例

先直接用new  语句创建ArrayList和HashSet的实例对象，演示用eclipse自动生成 ReflectPoint类的equals和hashcode方法，比较两个集合的运行结果差异。

然后改为采用配置文件加反射的方式创建ArrayList和HashSet的实例对象，比较观察运行结果差异。

引入了elipse对资源文件的管理方式的讲解。

28.用类加载器的方式管理资源和配置文件

29.由内省引出JavaBean的讲解

30.对JavaBean的简单内省操作

l JavaBean是一种特殊的Java类，主要用于传递数据信息，这种java类中的方法主要用于访问私有的字段，且方法名符合某种命名规则。

l 如果要在两个模块之间传递多个信息，可以将这些信息封装到一个JavaBean中，这种JavaBean的实例对象通常称之为值对象（Value Object，简称VO）。这些信息在类中用私有字段来存储，如果读取或设置这些字段的值，则需要通过一些相应的方法来访问，大家觉得这些方法的名称叫什么好呢？JavaBean的属性是根据其中的setter和getter方法来确定的，而不是根据其中的成员变量。如果方法名为setId，中文意思即为设置id，至于你把它存到哪个变量上，用管吗？如果方法名为getId，中文意思即为获取id，至于你从哪个变量上取，用管吗？去掉set前缀，剩余部分就是属性名，如果剩余部分的第二个字母是小写的，则把剩余部分的首字母改成小的。

setId()的属性名àid

isLast()的属性名àlast

setCPU的属性名是什么?àCPU

getUPS的属性名是什么？àUPS

总之，一个类被当作javaBean使用时，JavaBean的属性是根据方法名推断出来的，它根本看不到java类内部的成员变量。

l 一个符合JavaBean特点的类可以当作普通类一样进行使用，但把它当JavaBean用肯定需要带来一些额外的好处，我们才会去了解和应用JavaBean！好处如下：

在Java EE开发中，经常要使用到JavaBean。很多环境就要求按JavaBean方式进行操作，别人都这么用和要求这么做，那你就没什么挑选的余地！

JDK中提供了对JavaBean进行操作的一些API，这套API就称为内省。如果要你自己去通过getX方法来访问私有的x，怎么做，有一定难度吧？用内省这套api操作JavaBean比用普通类的方式更方便。

31.对JavaBean的复杂内省操作

l 演示用eclipse自动生成 ReflectPoint类的setter和getter方法。

l 直接new一个PropertyDescriptor对象的方式来让大家了解JavaBean API的价值，先用一段代码读取JavaBean的属性，然后再用一段代码设置JavaBean的属性。

l 演示用eclipse将读取属性和设置属性的流水帐代码分别抽取成方法：

只要调用这个方法，并给这个方法传递了一个对象、属性名和设置值，它就能完成属性修改的功能。

得到BeanInfo最好采用“obj.getClass()”方式，而不要采用“类名.class”方式，这样程序更通用。

l 采用遍历BeanInfo的所有属性方式来查找和设置某个RefectPoint对象的x属性。在程序中把一个类当作JavaBean来看，就是调用IntroSpector.getBeanInfo方法， 得到的BeanInfo对象封装了把这个类当作JavaBean看的结果信息。

32.使用BeanUtils工具包操作JavaBean

l 演示用eclipse如何加入jar包，先只是引入beanutils包，等程序运行出错后再引入logging包。

l 在前面内省例子的基础上，用BeanUtils类先get原来设置好的属性，再将其set为一个新值。

get属性时返回的结果为字符串，set属性时可以接受任意类型的对象，通常使用字符串。

l 用PropertyUtils类先get原来设置好的属性，再将其set为一个新值。

get属性时返回的结果为该属性本来的类型，set属性时只接受该属性本来的类型。

l 演示去掉JavaBean（ReflectPoint）的public修饰符时，BeanUtils工具包访问javabean属性时出现的问题。

package cn.itcast.day1;import java.util.Date;public class ReflectPoint {private Date birthday = new Date();public Date getBirthday() {return birthday;}public void setBirthday(Date birthday) {this.birthday = birthday;}private int x;public int y;public String str1 = "ball";public String str2 = "basketball";public String str3 = "itcast";ReflectPoint(int x, int y) {super();this.x = x;this.y = y;}@Overridepublic String toString() {return "ReflectPoint [str1=" + str1 + ", str2=" + str2 + ", str3="+ str3 + "]";}@Overridepublic int hashCode() {final int prime = 31;int result = 1;result = prime * result + x;result = prime * result + y;return result;}@Overridepublic boolean equals(Object obj) {if (this == obj)return true;if (obj == null)return false;if (getClass() != obj.getClass())return false;ReflectPoint other = (ReflectPoint) obj;if (x != other.x)return false;if (y != other.y)return false;return true;}public int getX() {return x;}public void setX(int x) {this.x = x;}public int getY() {return y;}public void setY(int y) {this.y = y;}}package cn.itcast.day1;import java.io.*;import java.lang.reflect.*;import java.util.Arrays;public class ReflectTest {/** * @param args * @throws Exception  */public static void main(String[] args) throws Exception {// TODO Auto-generated method stubString str1 = "abc";Class cls1 = str1.getClass();Class cls2 = String.class;Class cls3 = Class.forName("java.lang.String");System.out.println(cls1 == cls2);//trueSystem.out.println(cls1.isPrimitive());//是否是基本数据类型的class文件.System.out.println(int.class.isPrimitive());//trueSystem.out.println(int.class == Integer.class);//falseSystem.out.println(int.class == Integer.TYPE);//trueSystem.out.println(int[].class.isPrimitive());//falseSystem.out.println(int[].class.isArray());//true//new String(new StringBuffer("abc"));Constructor constructor1 = String.class.getConstructor(StringBuffer.class);//JDK1.5新特性,可变参数,所以构造方法的参数可变String str2 = (String)constructor1.newInstance(new StringBuffer("abc"));System.out.println(str2.charAt(2));ReflectPoint pt1 = new ReflectPoint(3, 5);Field fieldY = pt1.getClass().getField("y");//fieldY的值是多少?5?错! fieldY不是对象身上的变量,而是类上,要用它去取某个对象身上的值.只代表一个变量.System.out.println(fieldY.get(pt1));//这是在pt1对象上取值.Field fieldX = pt1.getClass().getDeclaredField("x");//取私有的成员变量fieldX.setAccessible(true);//暴力反射System.out.println(fieldX.get(pt1));//这是在pt1对象上取值.changeStringValue(pt1);System.out.println(pt1);//str1.charAt(1);Method methodCharAt = String.class.getMethod("charAt", int.class);System.out.println(methodCharAt.invoke(str1, 1));//调用(方法对象)身上的方法.//invoke(null,1);静态方法//1.4JDK.System.out.println(methodCharAt.invoke(str, new Object[]{2}));//TestArguments.main(new String[]{"111","222","333","444"});//普通方法调用String startingClassName = args[0];Method mainMethod = Class.forName(startingClassName).getMethod("main", String[].class);//mainMethod.invoke(null, new Object[]{new String[]{"111","222","333","444"}});//包装成一个对象数组,拆完之后还是数组mainMethod.invoke(null, (Object)new String[]{"111","222","333","444"});//当成Object不要拆int[] a1 = new int[]{1,2,3};int[] a2 = new int[4];int[][] a3 = new int[2][3];String[] a4 = new String[]{"a","b","c"};System.out.println(a1.getClass() == a2.getClass());//System.out.println(a1.getClass() == a4.getClass());//System.out.println(a1.getClass() == a3.getClass());System.out.println(a1.getClass().getName());//[I:[数组.I整数System.out.println(a1.getClass().getSuperclass().getName());System.out.println(a4.getClass().getSuperclass().getName());Object aObje1 = a1;Object aObje2 = a4;//Object[] aObje3 = a1;//因为int不是Object,所以不行Object[] aObje4 = a4;//因为String是Object.Object[] aObje5 = a3;System.out.println(a1);System.out.println(a4);System.out.println(Arrays.asList(a1));System.out.println(Arrays.asList(a4));printObject(a1);printObject(a4);printObject("xyz");}private static void printObject(Object obj) {// TODO Auto-generated method stubClass clazz = obj.getClass();if(clazz.isArray()){int len = Array.getLength(obj);for(int i=0; i<len;i++){System.out.println(Array.get(obj, i));}}else{System.out.println(obj);}}private static void changeStringValue(Object obj) throws Exception{Field[] fields = obj.getClass().getFields();for(Field field : fields){/*field.getType().equals(String.class)*/if(field.getType() == (String.class))//这里应该用== 所以是同一份字节码.{String oldstrValue =(String)field.get(obj);String newValue = oldstrValue.replace('b', 'a');field.set(obj, newValue);}}}}class TestArguments{public static void main(String[] args){for(String arg : args){System.out.println(arg);}}}package cn.itcast.day1;import java.io.*;import java.util.*;public class ReflectTest2 {/** * @param args * @throws IOException  * @throws Exception  * @throws   * @throws   */public static void main(String[] args) throws IOException, Exception {// TODO Auto-generated method stub//一定要记住要用完整的路径,但完整的路径不是硬编码,而是运算出来的.getRealPath();//InputStream ips = new FileInputStream("config.properties");//InputStream ips = ReflectTest2.class.getClassLoader().getResourceAsStream("cn/itcast/day1/config.properties");InputStream ips = ReflectTest2.class.getResourceAsStream("config.properties");Properties prop = new Properties();prop.load(ips);ips.close();String className = prop.getProperty("className");Collection collections = (Collection)Class.forName(className).newInstance();//Collection collections = new HashSet();//4可以重复放置元素//new HashSet();3元素不能重复//当建立了hasCode和equals方法的时候hashset的值是2.ReflectPoint pt1 = new ReflectPoint(3, 3);ReflectPoint pt2 = new ReflectPoint(5, 5);ReflectPoint pt3 = new ReflectPoint(3, 3);collections.add(pt1);collections.add(pt2);collections.add(pt3);collections.add(pt1);//pt1.y = 7;//collections.remove(pt1);//内存泄露,哈希值改变,对象变了.所以删除不了System.out.println(collections.size());}}package cn.itcast.day1;import java.beans.*;import java.lang.reflect.*;import org.apache.commons.beanutils.BeanUtils;import org.apache.commons.beanutils.PropertyUtils;public class IntroSpectorTest {/** * @param args * @throws Exception  */public static void main(String[] args) throws Exception {// TODO Auto-generated method stubReflectPoint pt1 = new ReflectPoint(3, 5);String propertyName = "x";//"x"-->"X"-->"getX"-->MethodGetX-->Object retVal = getProperty(pt1, propertyName);Object value = 7;setProperty(pt1, propertyName, value);System.out.println(BeanUtils.getProperty(pt1, "x").getClass().getName());BeanUtils.setProperty(pt1, "x", "9");//这里接收和返回的都是字符串.System.out.println(pt1.getX());/* * java7的新特性 * Map map = (name:"zxx",age:18); * BeanUtils.setProperty(map,"name","lhm"); * */BeanUtils.setProperty(pt1, "birthday.time","111" );System.out.println(BeanUtils.getProperty(pt1, "birthday.time"));PropertyUtils.setProperty(pt1, "x", 9);//这里接收的是跟Bean中相同的数据类型.System.out.println(PropertyUtils.getProperty(pt1, "x").getClass().getName());}private static void setProperty(Object pt1, String propertyName,Object value) throws IntrospectionException,IllegalAccessException, InvocationTargetException {PropertyDescriptor pd2 = new PropertyDescriptor(propertyName, pt1.getClass());Method methodSetX = pd2.getWriteMethod();methodSetX.invoke(pt1, value);}private static Object getProperty(Object pt1, String propertyName)throws IntrospectionException, IllegalAccessException,InvocationTargetException {/*PropertyDescriptor pd = new PropertyDescriptor(propertyName, pt1.getClass());Method methodGetX = pd.getReadMethod();Object retVal = methodGetX.invoke(pt1);*/BeanInfo beanInfo = Introspector.getBeanInfo(pt1.getClass());PropertyDescriptor[] pds = beanInfo.getPropertyDescriptors();Object retVal = null;for(PropertyDescriptor pd : pds){if(pd.getName().equals(propertyName)){Method methodGetX = pd.getReadMethod();retVal = methodGetX.invoke(pt1);break;}}return retVal;}}

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