黑马程序员——java基础学习--反射

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1、反射应用概述

    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。

  一个已经可以使用的应用程序如何使用后期出现的功能类呢？常用的作法是提供一个配置文件，供以后实现此程序的类来扩展功能，对外提供配置文件，让后期出现的子类直接将类名字配置到配置文件中即可。该应用程序直接读取配置文件中的内容，查找和给定名称相同的类文件，进行加载这个类、创建该类的对象、调用该类中的内容等操作。

  应用程序使用的类不确定时，可以通过提供配置文件，让使用者将具体的子类存储到配置文件中，然后该程序通过反射技术，对指定的类进行内容的获取。

  反射技术大大提高了程序的扩展性。
2、反射的基石—Class类

    所有的类文件都有共同属性，所以可以向上抽取，把这些共性内容封装成一个类，这个类就叫Class类，是描述字节码文件的对象。

 1）Class类属性有field(字段)、method(方法)、construction(构造函数)。

  field中有修饰符、类型、变量名等复杂的描述内容，因此也可以将字段封装称为一个对象,用来获取类中field的内容，这个对象的描述叫Field；同理，方法和构造函数也被封装成对象Method、Constructor。要想对一个类进行内容的获取，必须要先获取该字节码文件的对象，该对象是Class类型，每一个字节码就是class的实例对象。

    字节码：一个类被编译成class文件放在硬盘上以后，就是一些二进制代码，当源程序中用到类时，首先要从硬盘把这个类的那些二进制代码加载到内存中里面来，再用这些字节码去复制出一个一个对象。

  2）Class与class的区别：

class是Java中的类，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，则由此类的实例对象确定，不同的实例对象有不同的属性值。Class指的是Java程序中的各个Java类是属于同一类事物，都是Java程序的类，这些类称为Class。Class是Java程序中各个Java
类的总称；它是反射的基石，通过Class类来使用反射。

  3）获取Class对象的三种方式：

A、通过对象的getClass()方法获取：对象.getClass()

  如：Class cla = new Person().getClass();

B、类名.class。因为任何数据类型都有一个静态的属性class，这个属性可以直接获取到该类型对应的Class对象。

  如：Class cla = Person.class; 

C、Class.forName(类名)。这种方式只要知道类的名称，不需要使用该类和调用其具体的属性和行为，就可以获取到Class对象。

  如：Class cla = Class.forName("包名.Person");

 这种方式仅知道类名就可以获取到该类字节码对象的方式，更有利于扩展。
  4）九个预定义的Class：

 A、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。

 B、TYPE表示基本类型int的Class实例，Integer.TYPE是Integer类的一个常量，它代表此包装类型包装的基本类型的字节码，所以和int.class是相等的。基本数据类型的字节码都可以用与之对应的包装类中的TYPE常量表示。
  5）只要是在源程序中出现的类型都有各自的Class实例对象，如int[].class，数组类型的Class实例对象，可以用Class.isArray()方法判断是否为数组类型的。
  6）Class类中的方法：

 staticClass forName(String className)：返回与给定字符串名的类或接口相关联的Class对象；

 ClassgetClass()：返回的是Object运行时的类，返回Class对象即字节码对象；

 ConstructorgetConstructor()：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；

 FieldgetField(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；

 MethodgetMethod(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；

 StringgetName()：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；

 booleanisArray()：判定此Class对象是否表示一个数组；

 booleanisPrimitive()：判断指定的Class对象是否是一个基本类型；

 TnewInstance()：创建此Class对象所表示的类的一个新实例。

  7）通过Class对象获取类实例

    Class类没有构造方法，只能通过方法获取类实例对象。用Class对象来获取类实例对象的方法：

A、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；

B、通过Class对象的newInstance方法创建该Class对应的类实例；

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

例如：

  StringclassName = "包名.Person";

  Classcla = Class.forName(className);

  Objectobj = cla.newInstance();

    以前我们用已知类创建对象的做法：

A、查找并加载：类名.class文件进内存，将该文件封装成Class对象；

B、依据Class对象创建该类具体的实例；

C、调用构造函数对对象进行初始化。

例如：Person p = new Person();
3、反射

反射就是把Java类中的各种成分映射成相应的java类。

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。

那么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。 

4、Constructor类

  1）概述

  如果指定的类中没有空参数的构造函数，或者要创建的类对象需要通过指定的构造函数进行初始化，这时就不能使用Class类中的newInstance()方法了。既然要通过指定的构造函数进行对象的初始化，就必须先获取这个构造函数。

    Constructor就代表某个类的构造方法。

  2）获取构造方法：

    A、得到这个类的所有构造方法：

       如：Constructor[] cons =

          Class.forName(“java.lang.String”).getConstructors();

B、获取某一个构造方法：

如：Constructor con=
                 String.Class.getConstructor(StringBuffer.class);

  3）创建实例对象：

  A、通常方式：String str = new String(new StringBuffer(“abc”));

  B、反射方式：String str = con.newInstance(new StringBuffer(“abc”));

  注意：

    A、创建实例时newInstance方法中的参数列表必须与获取Constructor类中getConstructor方法中的参数列表一致；

    B、newInstance()：构造出一个实例对象，每调用一次就构造一个对象；

   C、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、Field类

    Field类代表某个类中的一个成员变量。

  1）方法

  Field getField(String s)：返回Field对象，只能获取公有和父类中公有；

  Field getDeclaredField(String s)：获取该类中指定已声明字段；

  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。 

6、Method类

Method类代表某个类中的一个成员方法。

调用某个对象身上的方法，要先得到方法再针对某个对象调用。变量使用方法，是方法本身知道如何实现执行的过程，也就是方法的对象调用方法，才执行了方法的每个细节的。

  1）方法

  Method[] getMethods()：只获取公共和父类中的方法；

  Method[] getDeclaredMethods()：获取本类中包含私有的方法；

  Method getMethod("方法名"，参数.class（空参写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。

    例如：

      获取某个类中的某个方法：（如String str =”abc”）

   通常方式：str.charAt(1)

   反射方式：Method charAtMethod =

Class.forName(“java.lang.String”).getMethod(“charAt”,int.class);

    charAtMethod.invoke(str,1);

    如果传递给Method对象的invoke()方法的第一个参数为null，说明Method对象对应的是一个静态方法。

  2）用反射方式执行某个main方法：

  在写源程序时，并不知道使用者传入的类名是什么，虽然传入的类名不知道，但是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获取其main方法，然后执行相应的内容。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。

  启动Java程序的main方法的参数是一个字符串数组(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，而jdk1.5要兼容jdk1.4的语法，所以会按jdk1.4的语法进行处理；当把一个字符串数组作为参数传递给invoke方法时，会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”})；

    解决办法有两种：

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

   B、mainMethod.invoke(null,(Object)newString[]{"xxx"});

  这两种方式编译器会作特殊处理，编译时不把参数当作数组看待，也就不会将数组打散成若干个参数了。 

注意：此示例用eclipse运行时，需要添加执行的类名：

RunAs——>RunConfigurations——>Arguments——>Program arguments——>添加类名(如cn.itheim.Test)。

    配置文件：

   usb.properties

   usb1=cn.itheima.test.MouseUSB

   usb2=cn.itheima.test.KeyUSB

 7、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；

2）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；

3）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，非基本类型一维数组，既可以当Object类型使用，又可以当Object[]类型使用。

   4）无法得到某个数组的具体类型，只能得到其中某个元素的类型：

   5）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 

8、HashCode

    覆写hashCode()方法：只有存入的是具有hashCode算法的集合，覆写hashCode()方法才有价值。

   1）HashCode算法：有一个集合，把这个集合分成若干个区域，每个存进来的对象，可以算出一个hashCode值，根据算出来的值，就放到相应的区域中去，当要查找某一个对象，只要算出这个对象的hashCode值，然后到相应的区域中去寻找，看是否有与此对象相等的对象，这样就提高了查找的性能。

   2）如果没有复写hashCode方法，对象的hashCode值是按照内存地址进行计算的，这样即使两个对象的内容是相等的，若存入集合中的内存地址值不同，则hashCode值也不同，被存入的区域也不同，所以两个内容相等的对象，就可以存入集合中。所以，如果两个对象equals相等的话，应该让他们的hashCode值也相等，如果对象存入的不是根据hash算法的集合，就不需要复写hashCode方法。

   3）当一个对象存储进HashSet集合以后，就不能修改这个对象中的那些参与计算哈希值的字段了，否则对象修改后的哈希值与最初存储进HashSet集合时的哈希值就不同了；在这种情况下，调用contains方法或者remove方法，来寻找或者删除这个对象的引用，就会找不到这个对象，从而导致无法从HashSet集合中单独删除当前对象，从而造成内存泄露。

    内存泄漏就是某些对象不再被使用了，还占用着内存空间未被释放，则当程序不断增加对象，修改对象或者删除对象，内存就会用光，这就导致内存泄漏。

9、反射的作用

反射的作用：实现框架的功能。
   1）简单框架程序的步骤：
      A、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，等号左边是键，右边是值。

 B、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。

 C、通过getProperty()方法获取className，即配置的类名；

 D、用反射的方式，创建对象newInstance()；

 E、执行程序主体功能。

  2）类加载器

    类加载器是将.class的文件加载进内存，也可将普通文件中的信息加载进内存。

    A、文件加载：eclipse会将源程序中的所有.java文件编译成.class文件，然后放到classPath指定的目录中去，并且将非.java文件复制到.class指定的目录中，在运行的时候，执行的是.class文件；将配置文件放到.class文件目录中一同打包，类加载器就会一同加载。

    B、资源文件加载：用getClassLoader()方法获取类加载器，然后用类加载器的getResourceAsStream(Stringname)方法，将配置文件（资源文件）加载进内存。利用类加载器来加载配置文件，需把配置文件放置的包名一起写上，这种方式只有读取功能。

  C、Class类也提供getResourceAsStream方法来加载资源文件，其实它内部就是调用了ClassLoader的方法；，配置文件是相对类文件的当前目录的，用这种方法，配置文件前面可以省略包名。

    D、配置文件的路径问题：

  a、对配置文件修改是需要要储存到配置文件中的，那么就要得到它的绝对路径才行，因此，配置文件要放到程序的内部，通过getRealPath()方法运算出来具体的目录，而不是内部编码出来的。

     b、如果配置文件和classPath目录没关系，就必须写上绝对路径，如果配置文件和classPath目录有关系，那么可写相对路径。