Java反射 概述

• 反射允许程序在运行期间根据反射API获取任意类的内部信息，及操作类的属性和方法；
• Java类在加载完成之后，在堆内存的方法区会产生一个Class对象，该对象包含类的完整信息；
• 一个类只有一个Class对象；

Java反射提供的功能

1. 运行时判断一个对象所属的类；
2. 运行时创建任何类的对象；
3. 运行时获取任意类的成员变量和方法；
4. 运行时获取泛型信息；
5. 运行时处理注解；
6. 生成动态代理；

相关主要API

• java.lang.Class：类对象；
• java.lang.reflect.Method：类的方法
• java.lang.reflect.Field：类的成员变量；
• java.lang.reflect.Constructor：类的构造器；

简单使用

• 创建一个Person类；
• 提供空参和带参构造方法；
• 属性一个为private，一个为public；

public class Person {
    private String name;
    public Integer age;
    
    public void sayHi(){
        System.out.println("SayHi...");
    }

*测试代码

@Test
public void test() throws Exception {
    // 获取Class对象
    Class clazz = Person.class;
    
    // 获取带参构造器
    Constructor constructor = clazz.getConstructor(String.class, Integer.class);
    
    // 使用构造器创建对象
    Person lc_666 = (Person) constructor.newInstance("lc_666", 20);
    System.out.println(lc_666);//Person{name='lc_666', age=20}
    
    // 通过反射获取指定 属性
    Field age = clazz.getDeclaredField("age");
    age.set(lc_666, 28);
    System.out.println(lc_666);//Person{name='lc_666', age=28}
    
    // 通过反射获取指定 方法
    Method sayHi = clazz.getDeclaredMethod("sayHi");
    sayHi.invoke(lc_666);//SayHi...
    
    // 通过反射调用类的私有结构
    Field name = clazz.getDeclaredField("name");
    name.setAccessible(true);
    name.set(lc_666, "大顺");
    System.out.println(lc_666);//Person{name='大顺', age=28}
}

java.lang.Class

• 加载到内存中的XXX.class称为运行时类，此运行时类，就是一个Class实例；
• 所有数据类型都有Class实例，包含基本数据类型、数组、void等；
• 获取Class实例的方式：

@Test
public void test1() throws ClassNotFoundException {
    // 方式1：调用运行时类属性
    Class personClass = Person.class;

    // 方式2：通过运行时类的对象
    Person person = new Person();
    Class personClass1 = person.getClass();

    //方式3：调用Class的静态方法
    Class<?> personClass2 = Class.forName("com.llds.entities.Person");

    //方式4：使用类的加载器
    ClassLoader classLoader = ReflectTest.class.getClassLoader();
    Class<?> personClass3 = classLoader.loadClass("com.llds.entities.Person");

    System.out.println(personClass == personClass1);//true
    System.out.println(personClass == personClass2);//true
    System.out.println(personClass == personClass3);//true
}

类的加载过程：

• 将类的class文件读取到内存，并创建一个Class对象；
• 类的链接：将类的二进制数据合并到JRE中；
  • 验证：验证加载的类是否符合JVM规范；
  • 准备：为static变量分配内存，设置初始值（方法区中）；
  • 解析：虚拟机常量池内的符号引用（常量名）替换为直接引用（地址）的过程；
• 类初始化；
  • 执行类构造器<clinit>()方法；
  • 如果有父类，需要先初始化父类；
  • 虚拟机会保证一个类的<clinit>()方法在多线程环境中正确加锁和同步；

ClassLoader

• 作用：将.class文件内容加载到内存当中，将这些静态数据转换称为方法区的运行时数据结构；然后在堆中生成一个java.lang.Class对象，作为方法区中类数据的访问入口；
• 类缓存：一旦某个类被加载到类加载器中，将缓存一段时间，但是可能会被垃圾回收；
• 类加载器类型：
  • BootStrap ClassLoader：引导类加载器，负责加载Java核心类库如（String），无法直接获取；
  • Extension ClassLoader：扩展类加载器，jre/lib/ext下的jar包；
  • System ClassLoader：系统类加载器，常用加载器；
  • 自定义类加载器；

@Test
public void test3(){
    // 系统类加载器
    ClassLoader classLoader = Person.class.getClassLoader();
    System.out.println(classLoader);//sun.misc.Launcher$AppClassLoader@18b4aac2

    // 获取扩展类加载器
    System.out.println(classLoader.getParent());//sun.misc.Launcher$ExtClassLoader@568db2f2

    // 无法获取引导类加载器
    System.out.println(classLoader.getParent().getParent());//null
}