反射机制是什么
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。
反射机制能做什么
反射机制主要提供了以下功能：
-
在运行时判断任意一个对象所属的类；
-
在运行时构造任意一个类的对象；
-
在运行时判断任意一个类所具有的成员变量和方法；
-
在运行时调用任意一个对象的方法；
-
生成动态代理
反射机制的优点与缺点
为什么要用反射机制？直接创建对象不就可以了吗，这就涉及到了动态与静态的概念
- 静态编译：在编译时确定类型，绑定对象,即通过。
- 动态编译：运行时确定类型，绑定对象。动态编译最大限度发挥了java的灵活性，体现了多态的应用，有以降低类之间的藕合性。
优点
可以实现动态创建对象和编译，体现出很大的灵活性，特别是在J2EE的开发中它的灵活性就表现的十分明显。比如，一个大型的软件，不可能一次就把把它设计的很完美，当这个程序编译后，发布了，当发现需要更新某些功能时，我们不可能要用户把以前的卸载，再重新安装新的版本，假如这样的话，这个软件肯定是没有多少人用的。采用静态的话，需要把整个程序重新编译一次才可以实现功能的更新，而采用反射机制的话，它就可以不用卸载，只需要在运行时才动态的创建和编译，就可以实现该功能。
缺点
对性能有影响。使用反射基本上是一种解释操作，我们可以告诉JVM，我们希望做什么并且它满足我们的要求。这类操作总是慢于只直接执行相同的操作。
理解Class类和类类型
想要了解反射首先理解一下Class类，它是反射实现的基础。
类是java.lang.Class类的实例对象，而Class是所有类的类（There is a class named Class）
- 对于普通的对象，我们一般都会这样创建和表示：
Code code1 = new Code();
所有的类都是Class的对象，那么如何表示呢，可不可以通过如下方式呢：
- Class c = new Class();
但是我们查看Class的源码时，是这样写的：
private Class(ClassLoader loader) {
classLoader = loader;
}
可以看到构造器是私有的，只有JVM可以创建Class的对象，因此不可以像普通类一样new一个Class对象，虽然我们不能new一个Class对象，但是却可以通过已有的类得到一个Class对象.
package reflect;
public class ReflectTest {
public static void main(String[] args) {
// 第一种
Class<?> class1 = ReflectTest.class;
//打印结果:reflect.ReflectTest
System.out.println(class1.getName());
// 第二种
ReflectTest demo2 = new ReflectTest();
Class<?> c2 = demo2.getClass();
//打印结果:reflect.ReflectTest
System.out.println(c2.getName());
// 第三种,最为常用
try {
Class<?> class3 = Class.forName("reflect.ReflectTest");
//打印结果:reflect.ReflectTest
System.out.println(class3.getName());
} catch (ClassNotFoundException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
Java反射相关操作
那么我们可以通过这个Class干什么呢？
总结如下：
- 获取成员方法Method
- 获取成员变量Field
- 获取构造函数Constructor
下面来具体介绍
获取某个类的全部方法
package reflect;
import java.lang.reflect.Method;
import java.lang.reflect.Modifier;
public class GetMethodByReflect{
public static void main(String[] args) throws Exception {
Class<?> clazz = Class.forName("reflect.GetMethodByReflect");
//得到该类所有的public方法，包括父类的
Method allMethod[] = clazz.getMethods();
//得到该类所有的方法，不包括父类的
//Method myMethods[] = clazz.getDeclaredMethods();
for (int i = 0; i < allMethod.length; ++i) {
//获取所有方法的返回值类型
Class<?> returnType = allMethod[i].getReturnType();
//获取所有方法的修饰
int temp = allMethod[i].getModifiers();
/*
* 方法修饰 :public static--返回值 :void--方法名 :main
* 方法修饰 :public final native--返回值 :void--方法名 :wait
* 方法修饰 :public final--返回值 :void--方法名 :wait
* 方法修饰 :public final--返回值 :void--方法名 :wait
* 方法修饰 :public--返回值 :boolean--方法名 :equals
* 方法修饰 :public--返回值 :java.lang.String--方法名 :toString
* 方法修饰 :public native--返回值 :int--方法名 :hashCode
* 方法修饰 :public final native--返回值 :java.lang.Class--方法名 :getClass
* 方法修饰 :public final native--返回值 :void--方法名 :notify
* 方法修饰 :public final native--返回值 :void--方法名 :notifyAll
*/
System.out.print("方法修饰 :" + Modifier.toString(temp) + "--");
System.out.print("返回值 :"+returnType.getName() + "--");
System.out.println("方法名 :" + allMethod[i].getName());
Class<?> para[] = allMethod[i].getParameterTypes();
for (int j = 0; j < para.length; ++j) {
System.out.println("方法名 :" + allMethod[i].getName() + "的参数类型是:"+ para[j].getName());
if (j < para.length - 1) {
System.out.print(",");
}
}
//获取所有方法抛出异常的类型
Class<?> exce[] = allMethod[i].getExceptionTypes();
if (exce.length > 0) {
for (int k = 0; k < exce.length; ++k) {
System.out.println("该方法抛出异常类型:" + exce[k].getName() );
if (k < exce.length - 1) {
System.out.print(",");
}
}
}
}
}
}
通过反射机制调用某个类的方法
package reflect;
import java.lang.reflect.Method;
public class CallMethodByReflect {
public static void main(String[] args) throws Exception {
Class<?> clazz = Class.forName("reflect.CallMethodByReflect");
// 调用TestReflect类中的reflect1方法
Method method = clazz.getMethod("reflect1");
// Java 反射机制 - 调用某个类的方法1.
method.invoke(clazz.newInstance());
// 调用TestReflect的reflect2方法
method = clazz.getMethod("reflect2", int.class, String.class);
// Java 反射机制 - 调用某个类的方法2.
// age -> 20. name -> 张三
method.invoke(clazz.newInstance(), 20, "张三");
}
public void reflect1() {
System.out.println("Java 反射机制 - 调用某个类的方法1.");
}
public void reflect2(int age, String name) {
System.out.println("Java 反射机制 - 调用某个类的方法2.");
System.out.println("age -> " + age + ". name -> " + name);
}
}
获取某个类的全部属性
package reflect;
import java.lang.reflect.Field;
import java.lang.reflect.Modifier;
public class GetFieldByReflect {
public int a;
protected String str;
private Long lg;
public static void main(String[] args) throws Exception {
Class<?> clazz = Class.forName("reflect.GetFieldByReflect");
System.out.println("===============本类属性===============");
// 取得本类的全部属性
Field[] field = clazz.getDeclaredFields();
for (int i = 0; i < field.length; i++) {
// 权限修饰符
int mo = field[i].getModifiers();
String priv = Modifier.toString(mo);
// 属性类型
Class<?> type = field[i].getType();
/*public int a;
protected java.lang.String str;
private java.lang.Long lg;*/
System.out.println(priv + " " + type.getName() + " " + field[i].getName() + ";");
}
System.out.println("==========实现的接口或者父类的属性==========");
// 取得实现的接口或者父类的属性
Field[] filed1 = clazz.getFields();
for (int j = 0; j < filed1.length; j++) {
// 权限修饰符
int mo = filed1[j].getModifiers();
String priv = Modifier.toString(mo);
// 属性类型
Class<?> type = filed1[j].getType();
/* public int a;*/
System.out.println(priv + " " + type.getName() + " " + filed1[j].getName() + ";");
}
}
}
通过反射机制操作某个类的属性
package reflect;
import java.lang.reflect.Field;
public class OperationField {
private String proprety = null;
public static void main(String[] args) throws Exception {
Class<?> clazz = Class.forName("reflect.OperationField");
//newInstance可以初始化一个实例
Object obj = clazz.newInstance();
// 可以直接对 private 的属性赋值
Field field = clazz.getDeclaredField("proprety");
//设置是否允许访问，因为该变量是private的，所以要手动设置允许访问，如果msg是public的就不需要这行了。
field.setAccessible(true);
field.set(obj, "Java反射机制");
System.out.println(field.get(obj));
}
}
获取一个对象的父类
package reflect;
public class GetSuperClassByReflect {
public static void main(String[] args) throws Exception {
Class<?> clazz = Class.forName("reflect.GetSuperClassByReflect");
// 取得父类
Class<?> parentClass = clazz.getSuperclass();
System.out.println("clazz的父类为：" + parentClass.getName());
// clazz的父类为： java.lang.Object
}
}
获取一个对象实现的接口
package reflect;
import java.io.Serializable;
public class GetInterfaceByReflect implements Serializable {
private static final long serialVersionUID = -2862585049955236662L;
public static void main(String[] args) throws Exception {
Class<?> clazz = Class.forName("reflect.GetInterfaceByReflect");
// 获取所有的接口
Class<?> intes[] = clazz.getInterfaces();
System.out.println("clazz实现的接口有：");
for (int i = 0; i < intes.length; i++) {
System.out.println((i + 1) + "：" + intes[i].getName());
}
// clazz实现的接口有：
// 1：java.io.Serializable
}
}
通过反射机制实例化一个类的对象
package reflect;
import java.lang.reflect.Constructor;
public class NewClassByReflect {
public static void main(String[] args) throws Exception {
Class<?> class1 = null;
class1 = Class.forName("reflect.User");
// 第一种方法，实例化默认构造方法，调用set赋值
User user = (User) class1.newInstance();
user.setAge(20);
user.setName("Rollen");
// 结果 User [age=20, name=Rollen]
System.out.println(user);
// 第二种方法 取得全部的构造函数 使用构造函数赋值
Constructor<?> cons[] = class1.getConstructors();
// 查看每个构造方法需要的参数
for (int i = 0; i < cons.length; i++) {
Class<?> clazzs[] = cons[i].getParameterTypes();
System.out.print("cons[" + i + "] (");
for (int j = 0; j < clazzs.length; j++) {
if (j == clazzs.length - 1)
System.out.print(clazzs[j].getName());
else
System.out.print(clazzs[j].getName() + ",");
}
System.out.println(")");
}
// 结果
// cons[0] (java.lang.String)
// cons[1] (int,java.lang.String)
// cons[2] ()
user = (User) cons[0].newInstance("Rollen");
System.out.println(user);
// 结果 User [age=0, name=Rollen]
user = (User) cons[1].newInstance(20, "Rollen");
System.out.println(user);
// 结果 User [age=20, name=Rollen]
}
}
class User {
private int age;
private String name;
public User() {
super();
}
public User(String name) {
super();
this.name = name;
}
public User(int age, String name) {
super();
this.age = age;
this.name = name;
}
public int getAge() {
return age;
}
public void setAge(int age) {
this.age = age;
}
public String getName() {
return name;
}
public void setName(String name) {
this.name = name;
}
@Override
public String toString() {
return "User [age=" + age + ", name=" + name + "]";
}
}
反射机制的动态代理
package reflect;
/*
//获取类加载器的方法
TestReflect testReflect = new TestReflect();
System.out.println("类加载器 " + testReflect.getClass().getClassLoader().getClass().getName());*/
import java.lang.reflect.InvocationHandler;
import java.lang.reflect.Method;
import java.lang.reflect.Proxy;
//定义项目接口
interface Subject {
public String say(String name, int age);
}
//定义真实项目
class RealSubject implements Subject {
public String say(String name, int age) {
return name + " " + age;
}
}
class MyInvocationHandler implements InvocationHandler {
private Object obj = null;
public Object bind(Object obj) {
this.obj = obj;
return Proxy.newProxyInstance(obj.getClass().getClassLoader(), obj.getClass().getInterfaces(), this);
}
public Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args) throws Throwable {
Object temp = method.invoke(this.obj, args);
return temp;
}
}
/**
* 在java中有三种类类加载器。
*
* 1）Bootstrap ClassLoader 此加载器采用c++编写，一般开发中很少见。
*
* 2）Extension ClassLoader 用来进行扩展类的加载，一般对应的是jrelibext目录中的类
*
* 3）AppClassLoader 加载classpath指定的类，是最常用的加载器。同时也是java中默认的加载器。
*
* 如果想要完成动态代理，首先需要定义一个InvocationHandler接口的子类，已完成代理的具体操作。
*
*
*/
public class DynamicProxByReflect {
public static void main(String[] args) throws Exception {
MyInvocationHandler demo = new MyInvocationHandler();
Subject sub = (Subject) demo.bind(new RealSubject());
String info = sub.say("Rollen", 20);
System.out.println(info);
}
}
反射机制的应用实例
在泛型为Integer的ArrayList中存放一个String类型的对象。
package reflect;
import java.lang.reflect.Method;
import java.util.ArrayList;
public class ReflectDemo01 {
public static void main(String[] args) throws Exception {
ArrayList<Integer> list = new ArrayList<Integer>();
Method method = list.getClass().getMethod("add", Object.class);
method.invoke(list, "Java反射机制实例。");
System.out.println(list.get(0));
}
}
通过反射取得并修改数组的信息
package reflect;
import java.lang.reflect.Array;
public class ReflectDemo02 {
public static void main(String[] args) throws Exception {
int[] temp = { 1, 2, 3, 4, 5 };
Class<?> demo = temp.getClass().getComponentType();
System.out.println("数组类型： " + demo.getName());
System.out.println("数组长度 " + Array.getLength(temp));
System.out.println("数组的第一个元素: " + Array.get(temp, 0));
Array.set(temp, 0, 100);
System.out.println("修改之后数组第一个元素为： " + Array.get(temp, 0));
}
}
通过反射机制修改数组的大小
package reflect;
import java.lang.reflect.Array;
public class ReflectDemo03 {
public static void main(String[] args) throws Exception {
int[] temp = { 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 };
int[] newTemp = (int[]) arrayInc(temp, 15);
print(newTemp);
String[] atr = { "a", "b", "c" };
String[] str1 = (String[]) arrayInc(atr, 8);
print(str1);
}
// 修改数组大小
public static Object arrayInc(Object obj, int len) {
Class<?> arr = obj.getClass().getComponentType();
Object newArr = Array.newInstance(arr, len);
int co = Array.getLength(obj);
System.arraycopy(obj, 0, newArr, 0, co);
return newArr;
}
// 打印
public static void print(Object obj) {
Class<?> c = obj.getClass();
if (!c.isArray()) {
return;
}
System.out.println("数组长度为： " + Array.getLength(obj));
for (int i = 0; i < Array.getLength(obj); i++) {
System.out.print(Array.get(obj, i) + " ");
}
System.out.println();
}
}
将反射机制应用于工厂模式
package reflect;
interface fruit {
public abstract void eat();
}
class Apple implements fruit {
public void eat() {
System.out.println("Apple");
}
}
class Orange implements fruit {
public void eat() {
System.out.println("Orange");
}
}
class Factory {
public static fruit getInstance(String ClassName) {
fruit f = null;
try {
f = (fruit) Class.forName(ClassName).newInstance();
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
}
return f;
}
}
/**
* 对于普通的工厂模式当我们在添加一个子类的时候，就需要对应的修改工厂类。 当我们添加很多的子类的时候，会很麻烦。
*
* 现在我们利用反射机制实现工厂模式，可以在不修改工厂类的情况下添加任意多个子类。
*
* 但是有一点仍然很麻烦，就是需要知道完整的包名和类名，这里可以使用properties配置文件来完成。
*
*/
public class FactoryModelByReflect {
public static void main(String[] args) throws Exception {
fruit f = Factory.getInstance("net.xsoftlab.baike.Apple");
if (f != null) {
f.eat();
}
}
}
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