反射 框架设计的灵魂

Java中的反射顾名思义就是将类的各个组成部分封装为其他对象。使用这些封装后的对象可以进行一些操作。
对于反射机制，我们可以说反射就是框架设计的灵魂。很多框架内部的机制都是反射。
使用反射的好处就是：

• 可以在程序运行过程中，操作这些对象
• 可以解耦，提高程序的可扩展性

Class

说起反射我们必须说一个重要的类那就是Class。这个类代表了Java编译后的字节码对象。字节码对象包含了定义类时所指定的全部的成员变量、方法等属性。

Java执行的三个阶段

Java代码的三个阶段.jpg

Java的执行过程是：我将Java代码的执行阶段分为3个阶段。分别是Source源代码阶段、Class类对象阶段、Runtime运行时阶段

• Source源代码阶段：在这个阶段中，Java会将源代码编译为字节码文件，也就是我们平时见到的.class文件。
• Class类对象阶段：在这个阶段中，当我们使用对应的对象时，类加载器ClassLoader就会将字节码文件对象加载进内存。Class对象中封装了源代码中成员变量、构造方法、成员方法。
• Runtime运行时阶段：在这个阶段中在使用对应的类对象的时候，JVM会将对应的字节码文件也就是我们前面说过的Class对象加载进内存，这样我们就能使用定义好的类和对象了。

Class对象的方式

1. Class.from("全类名") 将字节码文件加载进内存，返回一个class对象

• 一般多用于配置文件，将类名定义在配置文件中，读取配置文件，加载类

2. 类名.class 通过类名的属性class获取 class对象

• 多用于参数的传递

3. 对象.getClass()：getClass()方法定义在超类Object中

结论：同一个字节码(*.class)在一次程序运行过程中，只会被加载一次，不论通过哪一种方式获取的class对象都是同一个

Class对象功能

我们刚才说了通过Class对象我们可以操作对象的属性，那么我们怎么获取对象的属性呢

获取成员变量

• Field[] getFields()：获取所有public修饰的成员变量 返回一个Field数组
• Field getField(String name) 获取指定名称的public 修饰的变量

使用getFields只能获取Public修饰的成员变量

• Field[] getDeclaredFields() 获取所有的成员变量，不考虑修饰符
• Field getDeclaredField(String name) 获取指定名称的成员变量 不考虑修饰符

获取构造方法

• Constructor<?>[] getConstructors() 获取构造方法的对象数组 public修饰
• Constructor getConstructor(类<?>...parameterTypes)获取指定参数的构造方法 public修饰
• Constructor getDeclaredConstructor(类<?>...parameterTypes) 获取构造方法对象 不考虑修饰符
• Constructor[] getDeclaredConstructor() 获取构造方法的对象数组 不考虑修饰符

获取成员方法

• Method[] getMethods() 获取成员方法数组 public修饰

getMethods不仅仅会获取类的成员方法，还会获取父类的方法

• Method getMethod(String name,类<?>...parameterTypes) 获取指定参数和类型的成员方法
• Method[] getDeclareMethods 获取成员方法数组 不考虑修饰符
• Method getDeclareMethod(String name,类<?>....parameterTypes) 获取指定参数的成员方法 不考虑修饰符

获取全类名

• String getName() 获取class对象的全类名

Field成员变量

我们获取了Field成员变量后可以通过Field设置对应的成员变量的值
1 设置值
* void set(Object obj,Object value)
2 获取值
* get(Object obj)
3 忽略访问权限修饰符的安全检查
* setAccessible(true) 暴力反射

Constructor 构造方法

通过Constructor构造方法对象。

• T newInstance(Object...initargs) 创建对象
• 如果使用空参数构造方法的创建对象，操作可以简化 Class对象的newInstance方法

     Person person2 = (Person) cla.newInstance();
            System.out.println(person2);

如果构造器是private修饰的，我们也可以调用construct的setAccessible来进行暴力反射
constructor.setAccessible(true) //暴力反射
暴力反射的前提必须使用declare的方法

Method方法对象

• 执行方法
  • Object invoke(Object obj,Object...args)
• 获取方法名称
  • String getName获取方法名
    普通的Method打印的是方法的全名(包名.类名.方法名)
    而getName获取的方法名就是方法的名称

学习了这么多，我们来实现一个案例来看一下反射的使用

案例

• 需求：写一个小框架，在不改变任何类的情况下，执行类中的任意方法
• 步骤：

1. 将需要创建的类的全类名和要执行的方法定义在配置文件中
2. 在程序中加载读取配置文件
3. 使用反射技术来加载类文件进内存
4. 创建对象
5. 执行方法

• 定义一个配置文件 pro.properties

className=com.probuing.bean.Student
methodName=study

• 创建要执行的实体类对象 Student.java

public class Student {
    public void study() {
        System.out.println("this is student is studing");
    }
}

• 创建执行框架

public class ReflectFrame {
    public static void main(String[] args) {
        try {
            //加载配置文件
            Properties pro = new Properties();
            //获取类加载器，获取配置文件路径
            ClassLoader classLoader = ReflectFrame.class.getClassLoader();
            InputStream resourceAsStream = classLoader.getResourceAsStream("pro.properties");
            //加载配置文件，转换为一个集合
            pro.load(resourceAsStream);
            //获取配置文件中定义的数据
            String className = pro.getProperty("className");
            String methodName = pro.getProperty("methodName");
            //加载指定的类class进内存
            Class<?> cla = Class.forName(className);
            //创建对象
            Student student = (Student) cla.newInstance();
            //获取方法对象
            Method method = cla.getMethod(methodName);
            //执行方法
            method.invoke(student);
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}