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java反射

java反射

作者: 联想桥南 | 来源:发表于2017-12-23 22:34 被阅读0次
    初识反射,反射有什么用?

    举几个例子:

    • 我们使用的开发IDE,在初始化一个对象后,通过点的方式,IDE就能提示到我们有哪写方法,变量能使用。
    • 在使用各种框架时,比如spring,他的AOP功能,就是通过读取配置文件中java类的命名空间,反射实现的。
    • 数据库JDBC中通过Class.forName(Driver).来获得数据库连接驱动

    嗯,上边这些都是反射实现的,就效果而言,反射功能感觉很强大,java给提供这个功能,在框架、工具的地方非常常见。

    反射就是这样一种能力:
    能让代码在运行期,获取类的信息(包括方法,变量,注解等类信息)。api上是使用类的Class类获取实现的,如下图示例

    package com.lxqn.jiapeng.reflect;
    
    import java.lang.reflect.Method;
    
    public class Test {
        private int sum = 1;
        private void function(){
        }
    
        public static void main(String[] args) throws Exception{
            Class clazz = Class.forName("com.lxqn.jiapeng.reflect.Test");
            Method[] methods = clazz.getDeclaredMethods();
            for (Method method : methods){
                System.out.println(method.getName());
            }
        }
    }
    
    运行时获取类的方法名信息
    如何实现反射?

    反射这么吊,实现的细节时怎样的昵。
    肯定绕不开Class类,Class类是实现反射的基础。

    Class类概念讲解

    首先,Class是一个java类,跟Java API中定义的诸如Thread、Integer类、我们自己定义的类是一样,也继承了Object(Class是Object的直接子类)。总之,必须明确一点,它其实只是个类,只不过名字比较特殊。更进一步说,Class是一个java中的泛型类型。

    • JVM在类加载后,会生成类的字节码文件,同时会生成一个同名Class类文件。这个类文件存放这在jvm的方法区。
    • Class类封装一个对象和接口运行时的状态,当装载类时,Class类型的对象自动创建。
    • 虚拟机为每种类型管理一个独一无二的Class对象。也就是说,每个类都有一个Class对象。运行程序时,Java虚拟机(JVM)首先检查是否所要加载的类对应的Class对象是否已经加载。如果没有加载,JVM就会根据类名查找.class文件,并将其Class对象载入。
    • Class 没有公共构造方法,只有个private修饰的构造方法。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,因此不能显式地声明一个Class对象。
    • 基本的 Java 类型(boolean、byte、char、short、int、long、float 和 double)和关键字 void 也都对应一个 Class 对象。
    如何获取类的Class对象

    有三种方式:

    1. 使用对象的getClass方法。
    2. 使用Class类的静态方法forName,入参必须是类的包名全称。
    3. 如果T是一个Java类型,那么T.class就代表了匹配的Class类对象。
      比如:
      Class cl1 = Test.class;
      Class cl2 = int.class;//基本类型
    public class Test {
    
        public static void main(String[] args) throws Exception{
    
            //1.使用对象的getClass方法
            Test test = new Test();
            Class clazz1 = test.getClass();
            //2.使用Class类的静态方法forName
            Class clazz2 = Class.forName("com.lxqn.jiapeng.reflect.Test");
            //3.如果T是一个Java类型,那么T.class就代表了匹配的类对象
            Class clazz3  = Test.class;
            Method[] methods = clazz1.getDeclaredMethods();
            for (Method method : methods){
                System.out.println(method.getName());
            }
        }
    }
    
    Class类一些api方法使用
    1. getName()
      方法以 String 的形式返回此 Class 对象所表示的实体名称。
    2. newInstance()
      方法可以为类创建一个实例,这个方法叫做newInstance()。
      跟new关键字达到一样的功效,但是原理不一样,下边会单独比较下,以及这个方法的使用场景好处。newInstance()方法调用默认构造器(无参数构造器)初始化新建对象。
    3. getClassLoader()
      返回该类的类加载器。
    4. forName
      获取类Class对象的一种方法。
    5. getConstructors
      获取构造方法
    6. getDeclaredField
      获取成员变量
    7. getDeclaredMethods
      获取方法
      这个例子写的很全,可以看下
    new关键字和Class类的newInstance()方法区别
    • new是jvm提供的一个关键字,new一个对象需要2步:加载类、并且实例化。看下new代码的字节码文件。(使用javap指令)
    javap -c TestnewInstance
    
    image.png
    public static void main(java.lang.String[])   throws java.lang.Exception;
      Code:
       0:   new #2; //class com/lxqn/jiapeng/reflect/Testnew
       3:   dup
       4:   invokespecial   #3; //Method "<init>":()V
       7:   astore_1
       8:   aload_1
       9:   invokespecial   #4; //Method test:()V
       12:  return
    }
    

    加载类,实例化,调用构造函数。

    • newInstance()方法使用,则需要先声明一个类,然后获取这个类的无参构造方法,之后调用构造方法来创建对象。是java反射包提供的功能。
      一般配合forName方法使用。这是因为,先看下forName的注释说明。

    forName是Class类提供的静态方法,这个方法提供两种入参。

    public static Class<?> forName(String className)
    public static Class<?> forName(String name, boolean initialize,
                                       ClassLoader loader)
    

    其中第一个参数是类的包名路径全称。
    initialize表示类是否已经初始化。
    loader是初始化的类加载器。
    可以看出来,第一个方法,默认initialize=true,classLoader使用当前类加载器。

    所以Class.forName(className)可以简单的理解为:获得字符串参数中指定的类,并初始化该类。

    所以回归到上边newInstance的方法,看下它的字节码文件。


    image.png
    public static void main(java.lang.String[])   throws java.lang.Exception;
      Code:
       0:   ldc #2; //String com.lxqn.jiapeng.reflect.TestnewInstance
       2:   invokestatic    #3; //Method java/lang/Class.forName:(Ljava/lang/String;)Ljava/lang/Class;
       5:   invokevirtual   #4; //Method java/lang/Class.newInstance:()Ljava/lang/Object;
       8:   checkcast   #5; //class com/lxqn/jiapeng/reflect/TestnewInstance
       11:  astore_1
       12:  aload_1
       13:  invokespecial   #6; //Method test:()V
       16:  return
    }
    

    可以看出来关键步骤就是,调用Class的forName静态方法。
    利用反射调用newInstance方法。这些的前提就是类已经被初始化

    反射的应用

    文章最开头就提到了好处,应用。
    中间温习了下原理点。最后还是想说明下,框架里边基本都会使用反射,带来好处的俩个点。

    1. Class.forName("类包名字符串").newInstance(),这个功能上跟new关键字一样,但是在框架灵活性,伸缩性软件设计上,却带来了好处。
      比如
      还是那个db的jdbc,如果有一天,原来的oracle要换成mysql。
      如果是new的话,要把代码中所有的new oracle()换成new mysql();然后重现编译下。才能生效。
      而使用反射就可以,把代码写成:
    String className = "从配置文件读取Db的具体实现类的类名"; 
    Db db= (Db) Class.forName(className).newInstance();
    

    Db是数据库实现类的接口。
    这样就可以达到不用重新编译代码的,实现加载切换。

    1. 使用反射,可以获取类的注解信息,方法,构造函数,成员变量等信息。在运行时,得到他们,做一些逻辑判断,可以是软件架构看着更解耦灵活。

    参考文章:
    http://blog.csdn.net/bingduanlbd/article/details/8424243
    http://blog.csdn.net/fengyuzhengfan/article/details/38086743
    http://blog.csdn.net/ljphhj/article/details/12858767
    http://www.jianshu.com/p/f454662f497e

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