反射是框架设计的灵魂
(使用的前提条件:必须先得到代表的字节码的Class,Class类用于表示.class文件(字节码))
一、反射的概述
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。
要想解剖一个类,必须先要获取到该类的字节码文件对象。而解剖使用的就是Class类中的方法.所以先要获取到每一个字节码文件对应的Class类型的对象.
以上的总结就是什么是反射
反射就是把java类中的各种成分映射成一个个的Java对象
例如:一个类有:成员变量、方法、构造方法、包等等信息,利用反射技术可以对一个类进行解剖,把个个组成部分映射成一个个对象。
(其实:一个类中这些成员方法、构造方法、在加入类中都有一个类来描述)
如图是类的正常加载过程:反射的原理在与class对象。
熟悉一下加载的时候:Class对象的由来是将class文件读入内存,并为之创建一个Class对象。
其中这个Class对象很特殊。我们先了解一下这个Class类
二、查看Class类在java中的api详解(1.7的API)
如何阅读java中的api详见java基础之——String字符串处理
Class 类的实例表示正在运行的 Java 应用程序中的类和接口。也就是jvm中有N多的实例每个类都有该Class对象。(包括基本数据类型)
Class 没有公共构造方法。Class 对象是在加载类时由 Java 虚拟机以及通过调用类加载器中的defineClass方法自动构造的。也就是这不需要我们自己去处理创建,JVM已经帮我们创建好了。
没有公共的构造方法,方法共有64个太多了。下面用到哪个就详解哪个吧
三、反射的使用(这里使用Student类做演示)
先写一个Student类。
1、获取Class对象的三种方式
1.1 Object ——> getClass();
1.2 任何数据类型(包括基本数据类型)都有一个“静态”的class属性
1.3 通过Class类的静态方法:forName(String className)(常用)
其中1.1是因为Object类中的getClass方法、因为所有类都继承Object类。从而调用Object类来获取
- package fanshe;
- /**
- * 获取Class对象的三种方式
- * 1 Object ——> getClass();
- * 2 任何数据类型(包括基本数据类型)都有一个“静态”的class属性
- * 3 通过Class类的静态方法:forName(String className)(常用)
- *
- */
- public class Fanshe {
- public static void main(String[] args) {
- //第一种方式获取Class对象
- Student stu1 = new Student();//这一new 产生一个Student对象,一个Class对象。
- Class stuClass = stu1.getClass();//获取Class对象
- System.out.println(stuClass.getName());
- //第二种方式获取Class对象
- Class stuClass2 = Student.class;
- System.out.println(stuClass == stuClass2);//判断第一种方式获取的Class对象和第二种方式获取的是否是同一个
- //第三种方式获取Class对象
- try {
- Class stuClass3 = Class.forName("fanshe.Student");//注意此字符串必须是真实路径,就是带包名的类路径,包名.类名
- System.out.println(stuClass3 == stuClass2);//判断三种方式是否获取的是同一个Class对象
- } catch (ClassNotFoundException e) {
- e.printStackTrace();
- }
- }
- }
注意:在运行期间,一个类,只有一个Class对象产生。
三种方式常用第三种,第一种对象都有了还要反射干什么。第二种需要导入类的包,依赖太强,不导包就抛编译错误。一般都第三种,一个字符串可以传入也可写在配置文件中等多种方法。
2、通过反射获取构造方法并使用:
student类:
- package fanshe;
-
- public class Student {
- //---------------构造方法-------------------
- //(默认的构造方法)
- Student(String str){
- System.out.println("(默认)的构造方法 s = " + str);
- }
- //无参构造方法
- public Student(){
- System.out.println("调用了公有、无参构造方法执行了。。。");
- }
- //有一个参数的构造方法
- public Student(char name){
- System.out.println("姓名:" + name);
- }
- //有多个参数的构造方法
- public Student(String name ,int age){
- System.out.println("姓名:"+name+"年龄:"+ age);//这的执行效率有问题,以后解决。
- }
- //受保护的构造方法
- protected Student(boolean n){
- System.out.println("受保护的构造方法 n = " + n);
- }
- //私有构造方法
- private Student(int age){
- System.out.println("私有的构造方法 年龄:"+ age);
- }
-
- }
共有6个构造方法;
测试类:
- package fanshe;
-
- import java.lang.reflect.Constructor;
-
-
- /*
- * 通过Class对象可以获取某个类中的:构造方法、成员变量、成员方法;并访问成员;
- *
- * 1.获取构造方法:
- * 1).批量的方法:
- * public Constructor[] getConstructors():所有"公有的"构造方法
- public Constructor[] getDeclaredConstructors():获取所有的构造方法(包括私有、受保护、默认、公有)
-
- * 2).获取单个的方法,并调用:
- * public Constructor getConstructor(Class... parameterTypes):获取单个的"公有的"构造方法:
- * public Constructor getDeclaredConstructor(Class... parameterTypes):获取"某个构造方法"可以是私有的,或受保护、默认、公有;
- *
- * 调用构造方法:
- * Constructor-->newInstance(Object... initargs)
- */
- public class Constructors {
-
- public static void main(String[] args) throws Exception {
- //1.加载Class对象
- Class clazz = Class.forName("fanshe.Student");
- //2.获取所有公有构造方法
- System.out.println("**********************所有公有构造方法*********************************");
- Constructor[] conArray = clazz.getConstructors();
- for(Constructor c : conArray){
- System.out.println(c);
- }
- System.out.println("************所有的构造方法(包括:私有、受保护、默认、公有)***************");
- conArray = clazz.getDeclaredConstructors();
- for(Constructor c : conArray){
- System.out.println(c);
- }
- System.out.println("*****************获取公有、无参的构造方法*******************************");
- Constructor con = clazz.getConstructor(null);
- //1>、因为是无参的构造方法所以类型是一个null,不写也可以:这里需要的是一个参数的类型,切记是类型
- //2>、返回的是描述这个无参构造函数的类对象。
- System.out.println("con = " + con);
- //调用构造方法
- Object obj = con.newInstance();
- //System.out.println("obj = " + obj);
- //Student stu = (Student)obj;
- System.out.println("******************获取私有构造方法,并调用*******************************");
- con = clazz.getDeclaredConstructor(char.class);
- System.out.println(con);
- //调用构造方法
- con.setAccessible(true);//暴力访问(忽略掉访问修饰符)
- obj = con.newInstance('男');
- }
- }
后台输出:
- **********************所有公有构造方法*********************************
- public fanshe.Student(java.lang.String,int)
- public fanshe.Student(char)
- public fanshe.Student()
- ************所有的构造方法(包括:私有、受保护、默认、公有)***************
- private fanshe.Student(int)
- protected fanshe.Student(boolean)
- public fanshe.Student(java.lang.String,int)
- public fanshe.Student(char)
- public fanshe.Student()
- fanshe.Student(java.lang.String)
- *****************获取公有、无参的构造方法*******************************
- con = public fanshe.Student()
- 调用了公有、无参构造方法执行了。。。
- ******************获取私有构造方法,并调用*******************************
- public fanshe.Student(char)
- 姓名:男
调用方法:
1.获取构造方法:
1).批量的方法:
public Constructor[] getConstructors():所有"公有的"构造方法
public Constructor[] getDeclaredConstructors():获取所有的构造方法(包括私有、受保护、默认、公有)
2).获取单个的方法,并调用:
public Constructor getConstructor(Class... parameterTypes):获取单个的"公有的"构造方法:
public Constructor getDeclaredConstructor(Class... parameterTypes):获取"某个构造方法"可以是私有的,或受保护、默认、公有;
调用构造方法:
Constructor-->newInstance(Object... initargs)
2、newInstance是 Constructor类的方法(管理构造函数的类)
api的解释为:
newInstance(Object... initargs)
使用此 Constructor 对象表示的构造方法来创建该构造方法的声明类的新实例,并用指定的初始化参数初始化该实例。
它的返回值是T类型,所以newInstance是创建了一个构造方法的声明类的新实例对象。并为之调用
3、获取成员变量并调用
student类:
- package fanshe.field;
-
- public class Student {
- public Student(){
- }
- //**********字段*************//
- public String name;
- protected int age;
- char sex;
- private String phoneNum;
- @Override
- public String toString() {
- return "Student [name=" + name + ", age=" + age + ", sex=" + sex
- + ", phoneNum=" + phoneNum + "]";
- }
- }
测试类:
- package fanshe.field;
- import java.lang.reflect.Field;
- /*
- * 获取成员变量并调用:
- *
- * 1.批量的
- * 1).Field[] getFields():获取所有的"公有字段"
- * 2).Field[] getDeclaredFields():获取所有字段,包括:私有、受保护、默认、公有;
- * 2.获取单个的:
- * 1).public Field getField(String fieldName):获取某个"公有的"字段;
- * 2).public Field getDeclaredField(String fieldName):获取某个字段(可以是私有的)
- *
- * 设置字段的值:
- * Field --> public void set(Object obj,Object value):
- * 参数说明:
- * 1.obj:要设置的字段所在的对象;
- * 2.value:要为字段设置的值;
- *
- */
- public class Fields {
-
- public static void main(String[] args) throws Exception {
- //1.获取Class对象
- Class stuClass = Class.forName("fanshe.field.Student");
- //2.获取字段
- System.out.println("************获取所有公有的字段********************");
- Field[] fieldArray = stuClass.getFields();
- for(Field f : fieldArray){
- System.out.println(f);
- }
- System.out.println("************获取所有的字段(包括私有、受保护、默认的)********************");
- fieldArray = stuClass.getDeclaredFields();
- for(Field f : fieldArray){
- System.out.println(f);
- }
- System.out.println("*************获取公有字段**并调用***********************************");
- Field f = stuClass.getField("name");
- System.out.println(f);
- //获取一个对象
- Object obj = stuClass.getConstructor().newInstance();//产生Student对象--》Student stu = new Student();
- //为字段设置值
- f.set(obj, "刘德华");//为Student对象中的name属性赋值--》stu.name = "刘德华"
- //验证
- Student stu = (Student)obj;
- System.out.println("验证姓名:" + stu.name);
- System.out.println("**************获取私有字段****并调用********************************");
- f = stuClass.getDeclaredField("phoneNum");
- System.out.println(f);
- f.setAccessible(true);//暴力反射,解除私有限定
- f.set(obj, "18888889999");
- System.out.println("验证电话:" + stu);
- }
- }
后台输出:
- ************获取所有公有的字段********************
- public java.lang.String fanshe.field.Student.name
- ************获取所有的字段(包括私有、受保护、默认的)********************
- public java.lang.String fanshe.field.Student.name
- protected int fanshe.field.Student.age
- char fanshe.field.Student.sex
- private java.lang.String fanshe.field.Student.phoneNum
- *************获取公有字段**并调用***********************************
- public java.lang.String fanshe.field.Student.name
- 验证姓名:刘德华
- **************获取私有字段****并调用********************************
- private java.lang.String fanshe.field.Student.phoneNum
- 验证电话:Student [name=刘德华, age=0, sex=
由此可见
调用字段时:需要传递两个参数:
Object obj = stuClass.getConstructor().newInstance();//产生Student对象--》Student stu = new Student();
//为字段设置值
f.set(obj, "刘德华");//为Student对象中的name属性赋值--》stu.name = "刘德华"
第一个参数:要传入设置的对象,第二个参数:要传入实参
4、获取成员方法并调用
student类:
- package fanshe.method;
-
- public class Student {
- //**************成员方法***************//
- public void show1(String s){
- System.out.println("调用了:公有的,String参数的show1(): s = " + s);
- }
- protected void show2(){
- System.out.println("调用了:受保护的,无参的show2()");
- }
- void show3(){
- System.out.println("调用了:默认的,无参的show3()");
- }
- private String show4(int age){
- System.out.println("调用了,私有的,并且有返回值的,int参数的show4(): age = " + age);
- return "abcd";
- }
- }
测试类:
- package fanshe.method;
-
- import java.lang.reflect.Method;
-
- /*
- * 获取成员方法并调用:
- *
- * 1.批量的:
- * public Method[] getMethods():获取所有"公有方法";(包含了父类的方法也包含Object类)
- * public Method[] getDeclaredMethods():获取所有的成员方法,包括私有的(不包括继承的)
- * 2.获取单个的:
- * public Method getMethod(String name,Class<?>... parameterTypes):
- * 参数:
- * name : 方法名;
- * Class ... : 形参的Class类型对象
- * public Method getDeclaredMethod(String name,Class<?>... parameterTypes)
- *
- * 调用方法:
- * Method --> public Object invoke(Object obj,Object... args):
- * 参数说明:
- * obj : 要调用方法的对象;
- * args:调用方式时所传递的实参;
- ):
- */
- public class MethodClass {
-
- public static void main(String[] args) throws Exception {
- //1.获取Class对象
- Class stuClass = Class.forName("fanshe.method.Student");
- //2.获取所有公有方法
- System.out.println("***************获取所有的”公有“方法*******************");
- stuClass.getMethods();
- Method[] methodArray = stuClass.getMethods();
- for(Method m : methodArray){
- System.out.println(m);
- }
- System.out.println("***************获取所有的方法,包括私有的*******************");
- methodArray = stuClass.getDeclaredMethods();
- for(Method m : methodArray){
- System.out.println(m);
- }
- System.out.println("***************获取公有的show1()方法*******************");
- Method m = stuClass.getMethod("show1", String.class);
- System.out.println(m);
- //实例化一个Student对象
- Object obj = stuClass.getConstructor().newInstance();
- m.invoke(obj, "刘德华");
- System.out.println("***************获取私有的show4()方法******************");
- m = stuClass.getDeclaredMethod("show4", int.class);
- System.out.println(m);
- m.setAccessible(true);//解除私有限定
- Object result = m.invoke(obj, 20);//需要两个参数,一个是要调用的对象(获取有反射),一个是实参
- System.out.println("返回值:" + result);
- }
- }
控制台输出:
- ***************获取所有的”公有“方法*******************
- public void fanshe.method.Student.show1(java.lang.String)
- public final void java.lang.Object.wait(long,int) throws java.lang.InterruptedException
- public final native void java.lang.Object.wait(long) throws java.lang.InterruptedException
- public final void java.lang.Object.wait() throws java.lang.InterruptedException
- public boolean java.lang.Object.equals(java.lang.Object)
- public java.lang.String java.lang.Object.toString()
- public native int java.lang.Object.hashCode()
- public final native java.lang.Class java.lang.Object.getClass()
- public final native void java.lang.Object.notify()
- public final native void java.lang.Object.notifyAll()
- ***************获取所有的方法,包括私有的*******************
- public void fanshe.method.Student.show1(java.lang.String)
- private java.lang.String fanshe.method.Student.show4(int)
- protected void fanshe.method.Student.show2()
- void fanshe.method.Student.show3()
- ***************获取公有的show1()方法*******************
- public void fanshe.method.Student.show1(java.lang.String)
- 调用了:公有的,String参数的show1(): s = 刘德华
- ***************获取私有的show4()方法******************
- private java.lang.String fanshe.method.Student.show4(int)
- 调用了,私有的,并且有返回值的,int参数的show4(): age = 20
- 返回值:abcd
由此可见:
m = stuClass.getDeclaredMethod("show4", int.class);//调用制定方法(所有包括私有的),需要传入两个参数,第一个是调用的方法名称,第二个是方法的形参类型,切记是类型。
System.out.println(m);
m.setAccessible(true);//解除私有限定
Object result = m.invoke(obj, 20);//需要两个参数,一个是要调用的对象(获取有反射),一个是实参
System.out.println("返回值:" + result);//
控制台输出:
- ***************获取所有的”公有“方法*******************
- public void fanshe.method.Student.show1(java.lang.String)
- public final void java.lang.Object.wait(long,int) throws java.lang.InterruptedException
- public final native void java.lang.Object.wait(long) throws java.lang.InterruptedException
- public final void java.lang.Object.wait() throws java.lang.InterruptedException
- public boolean java.lang.Object.equals(java.lang.Object)
- public java.lang.String java.lang.Object.toString()
- public native int java.lang.Object.hashCode()
- public final native java.lang.Class java.lang.Object.getClass()
- public final native void java.lang.Object.notify()
- public final native void java.lang.Object.notifyAll()
- ***************获取所有的方法,包括私有的*******************
- public void fanshe.method.Student.show1(java.lang.String)
- private java.lang.String fanshe.method.Student.show4(int)
- protected void fanshe.method.Student.show2()
- void fanshe.method.Student.show3()
- ***************获取公有的show1()方法*******************
- public void fanshe.method.Student.show1(java.lang.String)
- 调用了:公有的,String参数的show1(): s = 刘德华
- ***************获取私有的show4()方法******************
- private java.lang.String fanshe.method.Student.show4(int)
- 调用了,私有的,并且有返回值的,int参数的show4(): age = 20
- 返回值:abcd
其实这里的成员方法:在模型中有属性一词,就是那些setter()方法和getter()方法。还有字段组成,这些内容在内省中详解
5、反射main方法
student类:
- package fanshe.main;
-
- public class Student {
-
- public static void main(String[] args) {
- System.out.println("main方法执行了。。。");
- }
- }
测试类:
- package fanshe.main;
-
- import java.lang.reflect.Method;
-
- /**
- * 获取Student类的main方法、不要与当前的main方法搞混了
- */
- public class Main {
- public static void main(String[] args) {
- try {
- //1、获取Student对象的字节码
- Class clazz = Class.forName("fanshe.main.Student");
- //2、获取main方法
- Method methodMain = clazz.getMethod("main", String[].class);//第一个参数:方法名称,第二个参数:方法形参的类型,
- //3、调用main方法
- // methodMain.invoke(null, new String[]{"a","b","c"});
- //第一个参数,对象类型,因为方法是static静态的,所以为null可以,第二个参数是String数组,这里要注意在jdk1.4时是数组,jdk1.5之后是可变参数
- //这里拆的时候将 new String[]{"a","b","c"} 拆成3个对象。。。所以需要将它强转。
- methodMain.invoke(null, (Object)new String[]{"a","b","c"});//方式一
- // methodMain.invoke(null, new Object[]{new String[]{"a","b","c"}});//方式二
- } catch (Exception e) {
- e.printStackTrace();
- }
- }
- }
控制台输出:
main方法执行了。。。
6、反射方法的其它使用之---通过反射运行配置文件内容
student类:
- public class Student {
- public void show(){
- System.out.println("is show()");
- }
- }
配置文件以txt文件为例子(pro.txt):
- className = cn.fanshe.Student
- methodName = show
测试类:
- import java.io.FileNotFoundException;
- import java.io.FileReader;
- import java.io.IOException;
- import java.lang.reflect.Method;
- import java.util.Properties;
-
- /*
- * 我们利用反射和配置文件,可以使:应用程序更新时,对源码无需进行任何修改
- * 我们只需要将新类发送给客户端,并修改配置文件即可
- */
- public class Demo {
- public static void main(String[] args) throws Exception {
- //通过反射获取Class对象
- Class stuClass = Class.forName(getValue("className"));//"cn.fanshe.Student"
- //2获取show()方法
- Method m = stuClass.getMethod(getValue("methodName"));//show
- //3.调用show()方法
- m.invoke(stuClass.getConstructor().newInstance());
- }
- //此方法接收一个key,在配置文件中获取相应的value
- public static String getValue(String key) throws IOException{
- Properties pro = new Properties();//获取配置文件的对象
- FileReader in = new FileReader("pro.txt");//获取输入流
- pro.load(in);//将流加载到配置文件对象中
- in.close();
- return pro.getProperty(key);//返回根据key获取的value值
- }
- }
控制台输出:
is show()
需求:
当我们升级这个系统时,不要Student类,而需要新写一个Student2的类时,这时只需要更改pro.txt的文件内容就可以了。代码就一点不用改动
要替换的student2类:
- public class Student2 {
- public void show2(){
- System.out.println("is show2()");
- }
- }
配置文件更改为:
- className = cn.fanshe.Student2
- methodName = show2
控制台输出:
is show2();
7、反射方法的其它使用之---通过反射越过泛型检查
泛型用在编译期,编译过后泛型擦除(消失掉)。所以是可以通过反射越过泛型检查的
测试类:
- import java.lang.reflect.Method;
- import java.util.ArrayList;
-
- /*
- * 通过反射越过泛型检查
- *
- * 例如:有一个String泛型的集合,怎样能向这个集合中添加一个Integer类型的值?
- */
- public class Demo {
- public static void main(String[] args) throws Exception{
- ArrayList<String> strList = new ArrayList<>();
- strList.add("aaa");
- strList.add("bbb");
- //strList.add(100);
- //获取ArrayList的Class对象,反向的调用add()方法,添加数据
- Class listClass = strList.getClass(); //得到 strList 对象的字节码 对象
- //获取add()方法
- Method m = listClass.getMethod("add", Object.class);
- //调用add()方法
- m.invoke(strList, 100);
- //遍历集合
- for(Object obj : strList){
- System.out.println(obj);
- }
- }
- }
控制台输出:
aaa
bbb
100
//反射就总结到这,下面的内省章节也和反射有关,可以算是反射的高级使用吧,如果有兴趣,可以继续查看总结的内省部分。