黑马程序员_java高新技术总结【2】（反射）

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一、反射的概念

反射：

        Java反射机制是在运行状态中，对于任意一个类，都能够知道这个类中的所有属性和方法；对于任意一个对象，都能够调用它的任意一个方法和属性；这种动态获取的信息以及动态调用对象的方法的功能称为java语言的反射机制。

        简单一句话：反射技术可以对类进行解剖。

       

       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。

二、反射的基石Class类

1、

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Person

Java类Class

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？

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");

九个预定义Class实例对象：

参看Class.isPrimitive方法的帮助

包括八种基本类型（byte、short、int、long、float、double、char、boolean）的字节码对象和一种返回值为void类型的void.class。

Int.class == Integer.TYPE

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…

3、Class类中的方法

        static Class forName(String className)

        返回与给定字符串名的类或接口的相关联的Class对象。

        Class getClass()

        返回的是Object运行时的类，即返回Class对象即字节码对象

        Constructor getConstructor()

        返回Constructor对象，它反映此Class对象所表示的类的指定公共构造方法。

        Field getField(String name)

        返回一个Field对象，它表示此Class对象所代表的类或接口的指定公共成员字段。

        Field[] getFields()

        返回包含某些Field对象的数组，表示所代表类中的成员字段。

        Method getMethod(String name,Class… parameterTypes)

        返回一个Method对象，它表示的是此Class对象所代表的类的指定公共成员方法。

        Method[] getMehtods()

        返回一个包含某些Method对象的数组，是所代表的的类中的公共成员方法。

        String getName()

        以String形式返回此Class对象所表示的实体名称。

        String getSuperclass()

        返回此Class所表示的类的超类的名称

        boolean isArray()

        判定此Class对象是否表示一个数组

        boolean isPrimitive()

        判断指定的Class对象是否是一个基本类型。

        T newInstance()

        创建此Class对象所表示的类的一个新实例。

4、通过Class对象获取类实例

        Class类是没有构造方法的， 因此只能通过方法获取类实例对象。之前我们用的已知类，创建对象的做法：

       （1）查找并加载XX.class文件进内存，并将该文件封装成Class对象。

       （2）再依据Class对象创建该类具体的实例。

        （3）调用构造函数对对象进行初始化。如：Person p=new Person();

 现在用Class对象来获取类实例对象的做法：

       （1）查找并加载指定名字的字节码文件进内存，并被封装成Class对象。

      （ 2）通过Class对象的newInstance方法创建该Class对应的类实例。

       （3）调用newInstance()方法会去使用该类的空参数构造函数进行初始化。

             如：

                     String className="包名.Person";

                     Class clazz=Class.forName(className);

                     Object obj=clazz.newInstance();

//Person类  public class Person {      private String name;      public int age;      public Person(){          System.out.println("Person is run");      }      public Person(String name,int age){          this.age=age;          this.name=name;      }            public String toString(){          return name+":"+age;      }  }   //Class public class CreateClassDemo {      public static void main(String[] args) throws Exception {          createPersonClass();      }      //通过Class对象创建类实例方法      public static void createPersonClass() throws Exception{          //获取Person类的Class对象          String className="Person";          Class clazz=Class.forName(className);          //通过newInstance方法获取类的无参构造函数实例          Person p=(Person)clazz.newInstance();      }  }  

三、

Constructor类

1、Constructor类代表某个类中的一个构造方法

2、得到某个类所有的构造方法：

例：

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

3、得到某一个构造方法：

例：

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

注：获得方法时要用到类型

4、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

利用Constructor类来创建类实例的好处是可以指定构造函数，而Class类只能利用无参构造函数创建类实例对象。

5、Class.newInstance()方法：

例：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。

通过Constructor类创建Peron类实例对象：

//通过Constructor对象来创建类实例方法  public static void createPersonClass_2() throws Exception{      //获取Person类的Class对象      String className="Person";      Class clazz=Class.forName(className);                 //获取指定构造函数的类实例      Constructor con=clazz.getConstructor(String.class,int.class);      Person p=(Person) con.newInstance("lisi",30);      System.out.println(p.toString());  }  

四、

Field类

Field类代表某个类中的一个成员变量

方法：

 Field getField(String s);//只能获取公有和父类中公有

        Field getDeclaredField(String s);//获取该类中任意成员变量，包括私有

        setAccessible(ture);

        //如果是私有字段，要先将该私有字段进行取消权限检查的能力。也称暴力访问。

        set(Object obj, Object value);//将指定对象变量上此Field对象表示的字段设置为指定的新值。

        Object get(Object obj);//返回指定对象上Field表示的字段的值。

//获取Person对象的成员变量  public static void getPersonField() throws Exception{         Class clazz=Class.forName("Person");      Person p=(Person)clazz.newInstance();                //获取所有的成员变量      Field[] fs=clazz.getFields();      for(Field f:fs){          System.out.println(f);      }                //获取指定的成员变量      Field fage=clazz.getField("age");      Field fname=clazz.getDeclaredField("name");                //显示改变后的值      fage.set(p, 20);      System.out.println(fage.get(p));                //暴力访问私有变量      fname.setAccessible(true);      fname.set(p, "zhangsan");      System.out.println(fname.get(p));  }  

五、Method类

1、Method类代表某个类中的一个成员方法

2、得到类中的某一个方法：

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

3、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！

4、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。

5、方法

        Method[] getMethods();//只获取公共和父类中的方法。

        Method[] getDeclaredMethods();//获取本类中所有方法包含私有。

        Method   getMethod("方法名"，参数.class（如果是空参可以写null）);

        Object invoke(Object obj ,参数);//调用方法

        如果方法是静态，invoke方法中的对象参数可以为null。

//获取Person类中的方法  public static void getPersonMethod() throws Exception{      Class clazz=Class.forName("Person");      Person p=(Person)clazz.newInstance();                //获取所有方法      Method[] mes=clazz.getMethods();//只获取公共的和父类中的。      //mes=clazz.getDeclaredMethods();//获取本类中包含私有。      for(Method me:mes){          System.out.println(me);      }                //获取单个方法      Method me=clazz.getMethod("toString", null);      Object returnVaule=me.invoke(p, null);      System.out.println(returnVaule);      }  

6、用反射方式执行某个类中的main方法

在写源程序时，并不知道使用者传入的类名是什么，但是虽然传入的类名不知道，而知道的是这个类中的方法有main这个方法。所以可以通过反射的方式，通过使用者传入的类名（可定义字符串型变量作为传入类名的入口，通过这个变量代表类名），内部通过传入的类名获取其main方法，然后执行相应的内容。

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

package cn.itheima;  //定义一个测试类  class Test{      public static void main(String[] args){          for(String arg : args){              System.out.println(arg);          }      }  }  //用反射方式根据用户提供的类名，去执行该类中的main方法。  import java.lang.reflect.Method;    public class PerformedMain{        public static void main(String[] args) throws Exception {          //普通方式          Test.main(new String[]{"123","456","789"});          System.out.println("-----------------------------");                            //反射方式          String className=args[0];          Class clazz=Class.forName(className);                            Method methodMain=clazz.getMethod("main",String[].class);          //方式一：强制转换为超类Object，不用拆包          methodMain.invoke(null, (Object)new String[]{"123","456","789"});          //方式二：将数组打包，编译器拆包后就是一个String[]类型的整体           methodMain.invoke(null, new Object[]{new String[]{"123","456","789"}});  

六、数组的反射

1、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。

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。

2、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。

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

int [] a1 = new int[]{1,2,3};      String [] a2 = new String[]{"a","b","c"}; System.out.println(a1);//[I@4caaf64e    System.out.println(a2);//[Ljava.lang.String;@6c10a234    System.out.println(Arrays.asList(a1));//[I@4caaf64e    System.out.println(Arrays.asList(a2));//[a, b, c]                /* Arrays.asList()方法处理int[]和String[]时的差异。   * 打印Arrays.asList(a1);还是跟直接打印a1是一样的     打印Arrays.asList(a2);就会把a2的元素打印出来。     这是因为此方法在JDK1.4版本中，接收的Object类型的数组，     而a2可以作为Object数组传入。但是a1不可以作为Object数组传入，所以只能按照JDK1.5版本来处理。     在JDK1.5版本中，传入的是一个可变参数，所以a1就被当作是一个object，也就是一个参数，     而不是数组传入，所以打印的结果还是跟直接打印a1一样。  */  

Array工具类用于完成对数组的反射操作：

Array.getLength(Object obj);//获取数组的长度

Array.get(Object obj,int x);//获取数组中的元素

七、反射的作用-实现框架功能

1、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。

2、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。

3、简单框架程序的步骤：

（1）右击项目File命名一个配置文件如：config.properties,然后写入配置信息。如键值对：className=java.util.ArrayList，等号右边的配置键，右边是值。

（ 2）代码实现，加载此文件：

                ①将文件读取到读取流中，要写出配置文件的绝对路径。

                    如：InputStream is=new FileInputStream(“配置文件”);

                ②用Properties类的load()方法将流中的数据存入集合。

                ③关闭流：关闭的是读取流，因为流中的数据已经加载进内存。

（ 3）通过getProperty()方法获取className，即配置的值，也就是某个类名。

（ 4）用反射的方式，创建对象newInstance()。

（ 5）执行程序主体功能