java~反射

反射

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）

原理图

加载完类后，在堆中就产生了一个Class类型的对象（一个类只有一个Class对象），这个对象包含了类的完整结构信息。通过这个对象得到类的结构。这个Class对象就像一面镜子，透过这个镜子看到类的结构，所以，形象的称之为：反射。

使用

配置文件re.properties

classfullpath=com.reflection.Cat
method=hi

package com.reflection;

import java.io.FileInputStream;
import java.io.FileNotFoundException;
import java.io.IOException;
import java.lang.reflect.InvocationTargetException;
import java.lang.reflect.Method;
import java.util.Properties;

public class quection {

    public static void main(String[] args) {
        //问题：根据配置文件 re.properties 中的指定信息，创建Cat类 并 调用hi方法；


        //反射
        //1. 使用Properties类 获取配置文件中的内容
        Properties properties = new Properties();
        properties.load(new FileInputStream("src\\main\\resources\\re.properties"));
        String classfullpath = properties.getProperty("classfullpath");
        String methodname = properties.getProperty("method");
        System.out.println("classfullpath:" + classfullpath);
        System.out.println("method:" + method);

        //2. 使用反射机制解决
        Class aClass = Class.forName(classfullpath); //加载类，返回Class类型的对象aClass
        Object o = aClass.newInstance(); //通过aClass得到 com.reflection.Cat 类的对象实例
        System.out.println("o的运行类型：" + o.getClass());
        //通过 aClass 得到 com.reflection.Cat 类的 methodName为“hi”的方法对象
        //即：在反射中，可把方法视为对象（万物接对象）
        Method method1 = aClass.getMethod(methodname);

        System.out.println("===========================================");
        //通过 方法对象 来实现 调用方法; 也就是 通过 method1对象 来调用 Cat类中的方法；
        method1.invoke(o);//传统方法：对象.方法();  反射：方法.invoke(对象);
    }
}

Java反射机制可以完成

1、在运行时判断任意一个对象所属的类
2、在运行时构造任意一个类的对象
3、在运行时得到任意一个类所具有的成员变量和方法
4、在运行时调用任意一个对象的成员变量和方法
5、生成动态代理

反射相关的主要类

在java.lang.reflection包中
1、java.lang.Class：代表一个类，Class对象表示某个类加载后在堆中的对象
2、java.lang.reflect.Method：代表类的方法，Method对象表示某个类的方法
3、java.lang.reflect.Field：代表类的成员变量，Field对象表示某个类的成员变量
4、java.lang.reflect.Constructor：代表类的构造方法，Constructor对象表示构造器

//java.lang.reflect.Field：代表类的成员变量，Field对象表示某个类的成员变量
        //得到name字段；
        //getField不能得到私有的属性
        Field name = cls.getField("age");
        System.out.println(name.get(o));//传统写法：对象.成员变量   反射：成员变量对象.get(对象)

//java.lang.reflect.Constructor：代表类的构造方法，Constructor对象表示构造器
        Constructor constructor = aClass.getConstructor();//()中可以指定构造器参数类型，返回无参构造器
        System.out.println(constructor);//Cat()

        Constructor constructor1 = aClass.getConstructor(String.class);//这里传入的String.class 就是String类的Class对象
        System.out.println(constructor1);//Cat(String name)

反射的简单优化——关闭访问检查

1、Method 和 Field、Constructor对象都有setAccessible()方法
2、setAccessible作用是启动和禁用访问安全检查的开关
3、参数值为true表示，反射的对象在使用时取消访问检查，提高反射的效率。参数值为false，则表示反射的对象执行访问检查。

Method method1 = aClass.getMethod("hi");//通过 aClass 得到 com.reflection.Cat 类的 methodName为“hi”的方法对象
        method1.setAccessible(true);

Class类

1、Class也是类，因此也继承Object类
2、Class类对象不是new出来的，而是系统创建的（通过类加载器创建的）

3、对于某一个类的Class类对象，在内存中只有一份，因为类只加载一次！（同一个类的类加载只有一次！）
4、每个类的实例都会记得自己是由哪个Class实例所生成
5、通过Class对象可以完整地得到一个类的完整结构，通过一系列API
6、Class对象是存放在堆的
7、类的字节码二进制数据，是放在方法区的，有的地方称为类的元数据(包括方法代码，变量名，方法名，访问权限等)

        Class<?> aClass = Class.forName("com.reflection.Cat");
        //对于某一个类的Class类对象，在内存中只有一份，因为类只加载一次！
        Class<?> bClass = Class.forName("com.reflection.Cat");
        System.out.println(aClass.hashCode()); //hashCode：356573597
        System.out.println(bClass.hashCode()); //hashCode：356573597
        Class<?> cClass = Class.forName("com.reflection.Dog");
        System.out.println(cClass.hashCode());//hashCode：1735600054

Class类的常用方法

package com.reflection.class_;

import com.reflection.Car;

import java.lang.reflect.Field;

public class Class02 {

    public static void main(String[] args) throws Exception {
        String classpath = "com.reflection.Car";
        //1、返回指定类名 classpath 的 Class 对象
        //<?> 表示不确定的java类型
        Class<?> aClass = Class.forName(classpath);
        System.out.println(aClass);//aClass是哪个类的Class对象：com.reflection.Car
        System.out.println(aClass.getClass());//aClass 的运行类型：java.lang.Class

        //2、获取包名
        System.out.println(aClass.getPackage().getName());
        //3、获取全类名
        System.out.println(aClass.getName());
        //4、创建实例对象
        //newInstance会调用无参构造方法，无参构造方法必须存在
        Object car = aClass.newInstance();
        Car car = (Car) aClass.newInstance();
        System.out.println(car);
        //5、通过反射获取属性
        Field brand = aClass.getField("brand");
        System.out.println(brand.get(car));
        //6、通过反射给属性赋值
        brand.set(car,"凯迪拉克");
        System.out.println(brand.get(car));
        //7、获取所有的public属性字段
        Field[] fields = aClass.getFields();
        for (Field f : fields) {
            System.out.println(f.getName());//名称
        }
        //8、获取所有的属性字段
        Field[] declaredFields = aClass.getDeclaredFields();
        for (Field f : declaredFields) {
            System.out.println(f.getName());//名称
        }
    }
}

如果只想让类的静态代码块执行，只需要写Class.forName();

获取Class对象的6种方式

1、Class.forName(“全类名”)

使用前提： 已知一个类的全类名，且该类在类路径下，可通过Class类的静态方法forName()获取，可能抛出ClassNotFoundException异常
应用场景： 多用于配置文件读取类全路径，加载类；

String classpath = "com.reflection.Car";
//1、返回指定类名 classpath 的 Class 对象
//<?> 表示不确定的java类型
Class<?> aClass = Class.forName(classpath);

2、类名.class

使用前提： 已知具体的类，通过类的class获取，该方式最为安全可靠，程序性能最高
应用场景： 多用于参数传递，比如通过反射得到对应构造器对象

Class cls = Car.class;

3、对象.getClass()

使用前提： 已知某个类的实例，调用该实例的getClass()方法获取Class对象
应用场景： 通过创建好的对象，获取Class对象；

Car car = new Car();
Class cls = car.getClass();//运行类型

4、classLoader对象.loadClass(“类的全类名”);

//(1)先得到类加载器 car
Car car = new Car();
ClassLoader classLoader = car.getClass().getClassLoader();
//(2)通过类加载器得到Class对象
Class cls = classLoader.loadClass("com.reflection.Car");

5、基本数据（int，char，boolean，float，double，byte，long，short）可以直接基本数据类型.class 得到Class类对象

Class cls = 基本数据类型.class;

EX:
Class<Integer> integerClass = int.class;

6、基本数据类型对应的包装类，可以通过.TYPE 得到Class类对象：包装类.TYPE

Class cls = 包装类.TYPE

EX:
Class<Character> type = Character.TYPE;

哪些类型有Class对象

1、外部类，成员内部类，静态内部类，局部内部类，匿名内部类
2、interface：接口
3、数组
4、enum：枚举
5、annotation：注解
6、基本数据类型
7、void

Class<String> aClass1 = String.class;//外部类
Class<Serializable> aClass2 = Serializable.class;//接口
Class<Integer[]> aClass3 = Integer[].class;//数组
Class<float[][]> aClass4 = float[][].class;//二维数组
Class<Deprecated> aClass5 = Deprecated.class;//注释
//枚举
Class<Thread.State> aClass6 = Thread.State.class;
//基本数据类型
Class<Long> aClass7 = long.class;
//void数据类型
Class<Void> aClass8 = void.class;
Class<Class> aClass9 = Class.class;//class对象

类加载

反射机制是java实现动态语言的关键，java通过反射实现类动态加载；
1、静态加载：编译时(执行javac命令时)加载相关的类，如果类不存在则报错，依赖性太强
2、动态加载：运行时加载需要的类，如果运行时用不到该类，则不会报错，即使这个类不存在，这样降低了依赖性

//静态加载
Dog dog = new Dog();
//编译时，类不存在则报错，依赖性太强

//反射 -> 动态加载
Class cls = Class.forName("Person")
//加载Person类,运行时执行到该段代码时，才会进行加载；用不到该类，不会报错，即使这个类不存在

类加载时机

1、当创建对象时（new）//静态加载
2、当子类被加载时，父类也加载 //静态加载
3、调用类中的静态成员时 //静态加载
4、通过反射 //动态加载

类加载的三个阶段

加载、连接（验证、准备、解析）、初始化

连接阶段-准备

class A{
    //属性-成员变量-字段 是如何处理的
    //1、n1 是实例属性，不是静态变量，在准备阶段是不会分配内存的
    //2、n2 是静态变量，分配内存n2 并弄人初始化值为0，而不是20(20是在初始化阶段进行赋值的)
    //3、n3 是static final，是常量，和静态变量不一样，一旦赋值就不变 n3 = 30;
    public int n1 = 10;
    public static int n2 = 20;
    public static final int n3 = 30;
}

路径问题

离开IDEA就无效了
src是类的根路径

        //Thread.currentThread()是线程方法
        //getContextClassLoader()是线程对象的方法，可以获取到当前线程的类加载器对象
        //getResource()是类加载器对象的方法，当前线程的类加载器默认从类的根路径下加载资源，从src的下一级开始写
        //可以拿到文件的绝对路径
        String path = Thread.currentThread().getContextClassLoader().getResource("classinfo.properties").getPath();
        FileReader reader = new FileReader(path);
        //拿到绝对路径，自己new了一个流
        new Properties();

直接以流的形式返回

InputStream reader = Thread.currentThread().getContextClassLoader().getResourceAsStream("classinfo.properties");
new Properties();

资源绑定器

java.util包下提供了一个资源绑定器，便于获取属性配置文件中的内容，属性配置文件xx.properties必须放在类路径下,从src的下一级开始，最后不写properties后缀

        ResourceBundle bundle = ResourceBundle.getBundle("classinfo");
        String className = bundle.getString("className");
        //不需要 new Properties();

通过反射获取类的结构信息

一、java.lang.Class类

1、getName：获取全类名
2、getSimpleName：获取简单类名
3、getFields：获取所有public修饰的属性，包含本类以及父类
4、getDeclaredFields：获取本类中所有属性
5、getMethods：获取所有public修饰的方法，包含本类以及父类的
6、getDeclaredMethods：获取本类中所有方法
7、getConstructors：获取本类所有public修饰的构造器
8、getDeclaredConstructors：获取本类中所有构造器
9、getPackage：以package形式返回包信息
10、getSuperClass：以Class形式返回父类信息
11、getIntergaces：以Class[]形式返回接口信息
12、getAnnotations：以Annotation[]形式返回注解信息

package com.reflection.class_;


import org.junit.jupiter.api.Test;

import java.lang.annotation.Annotation;
import java.lang.reflect.Constructor;
import java.lang.reflect.Field;
import java.lang.reflect.Method;

public class ReflectionUtils {

    @Test
    public void api_01() throws Exception {
        //得到Class对象
        Class<?> personCls = Class.forName("com.reflection.class_.Person");
        //1、getName：获取全类名
        System.out.println(personCls.getName());//com.reflection.class_.Person
        //2、getSimpleName：获取简单类名
        System.out.println(personCls.getSimpleName());//Person
        //3、getFields：获取所有public修饰的属性，包含本类以及父类
        Field[] fields = personCls.getFields();
        for (Field field : fields) {
            System.out.println("本类以及父类的属性："+field.getName());
        }
        //4、getDeclaredFields：获取本类中所有属性
        Field[] declaredFields = personCls.getDeclaredFields();
        for (Field declaredField : declaredFields) {
            System.out.println("本类中所有的属性:"+declaredField.getName());
        }
        //5、getMethods：获取所有public修饰的方法，包含本类以及父类的
        Method[] methods = personCls.getMethods();
        for (Method method : methods) {
            System.out.println("本类以及父类中的public方法："+ method.getName());
        }
        //6、getDeclaredMethods：获取本类中所有方法
        Method[] declaredMethods = personCls.getDeclaredMethods();
        for (Method declaredMethod : declaredMethods) {
            System.out.println("本类中所有方法："+ declaredMethod.getName());
        }
        //7、getConstructors：获取本类所有public修饰的构造器
        Constructor<?>[] constructors = personCls.getConstructors();
        for (Constructor<?> constructor : constructors) {
            System.out.println("本类中所有public修饰的构造器："+constructor.getName());
        }
        //8、getDeclaredConstructors：获取本类中所有构造器
        Constructor<?>[] declaredConstructors = personCls.getDeclaredConstructors();
        for (Constructor<?> declaredConstructor : declaredConstructors) {
            System.out.println("本类中所有构造器："+declaredConstructor.getName());
        }
        //9、getPackage：以package形式返回包信息
        System.out.println(personCls.getPackage());//com.reflection.class_
        //10、getSuperClass：以Class形式返回父类信息
        Class<?> superclass = personCls.getSuperclass();
        System.out.println("父类的Class对象："+superclass);//com.reflection.class_.A
        //11、getIntergaces：以Class[]形式返回接口信息
        Class<?>[] interfaces = personCls.getInterfaces();
        for (Class<?> anInterface : interfaces) {
            System.out.println("接口信息："+anInterface);
        }
        //12、getAnnotations：以Annotation[]形式返回注解信息
        Annotation[] annotations = personCls.getAnnotations();
        for (Annotation annotation : annotations) {
            System.out.println("注解信息："+annotation);
        }
    }
}


class A {
    public String hobby;

    public void hi() {
    }

    public A() {
    }

    public A(String hobby) {

    }
}

interface IA {

}

interface IB {

}

@Deprecated
class Person extends A implements IA, IB {
    //属性
    public String name;
    protected static int age;
    String job;
    private double sal;

    //构造器
    public Person() {

    }

    public Person(String name) {

    }

    //私有的
    private Person(String name, int age) {

    }

    //方法
    public void m1(String name, int age, double sal) {

    }

    protected String m2() {
        return null;
    }

    void m3() {

    }

    private void m4() {

    }
}

二、java.lang.reflect.Field类

1、getModifiers：以int形式返回修饰符（默认修饰符为0，public 为 1，private 为2，protected 为 4，static 为 8，final 为 16，public(1) + static(8) = 9）

2、getType：以Class形式返回类型

3、getName：返回属性名

public void api_02() throws Exception {
    //得到Class对象
    Class<?> personCls = Class.forName("com.reflection.class_.Person");

    //getDeclaredFields：获取本类中所有属性
    Field[] declaredFields = personCls.getDeclaredFields();
    for (Field declaredField : declaredFields) {
        //1、getModifiers：以int形式返回修饰符（默认修饰符为0，public 为 1，private 为2，protected 为 4，static 为 8，final 为 16，public(1) + static(8) = 9）
        //2、getType：以Class形式返回类型
        //3、getName：返回属性名
        System.out.println("本类中所有的属性:"+declaredField.getName()
                +"该属性的修饰符值："+declaredField.getModifiers()
                +"该属性的类型：" + declaredField.getType());
    }

三、java.lang.reflect.Method类

1、getModifiers：以int形式返回修饰符（默认修饰符为0，public 为 1，private 为2，protected 为 4，static 为 8，final 为 16）
2、getReturnType：以Class形式获取，返回类型
3、getName：返回方法名
4、getParamterTypes：以Class[]返回参数类型数组

@Test
public void api_02() throws Exception {
    //得到Class对象
    Class<?> personCls = Class.forName("com.reflection.class_.Person");

    //getDeclaredMethods：获取本类中所有方法
    Method[] declaredMethods = personCls.getDeclaredMethods();
    for (Method declaredMethod : declaredMethods) {
        //1、getModifiers：以int形式返回修饰符（默认修饰符为0，public 为 1，private 为2，protected 为 4，static 为 8，final 为 16）
        //2、getReturnType：以Class形式获取，返回类型
        //3、getName：返回方法名
        System.out.println("本类中所有方法："+ declaredMethod.getName()
                +"该方法的访问修饰符值："+declaredMethod.getModifiers()
                +"该方法返回类型：" + declaredMethod.getReturnType());

        //4、getParamterTypes：以Class[]返回参数类型数组，输出当前这个方法的形参数组情况
        Class<?>[] parameterTypes = declaredMethod.getParameterTypes();
        for (Class<?> parameterType : parameterTypes) {
            System.out.println("该方法的形参类型:"+parameterType);
        }
    }
}

四、java.lang.reflect.Constructor类

1、getModifiers：以int形式返回修饰符
2、getName：返回构造器名（全类名）
3、getParameterTypes：以Class[]返回参数类型数组

@Test
public void api_02() throws Exception {
    //得到Class对象
    Class<?> personCls = Class.forName("com.reflection.class_.Person");

    //getDeclaredConstructors：获取本类中所有构造器
    Constructor<?>[] declaredConstructors = personCls.getDeclaredConstructors();
    for (Constructor<?> declaredConstructor : declaredConstructors) {
        //1、getModifiers：以int形式返回修饰符
        //2、getName：返回构造器名（全类名）
        //3、getParameterTypes：以Class[]返回参数类型数组
        System.out.println("本类中所有构造器："+declaredConstructor.getName()
                +"本类中构造器访问修饰符值："+declaredConstructor.getModifiers());

        Class<?>[] parameterTypes = declaredConstructor.getParameterTypes();
        for (Class<?> parameterType : parameterTypes) {
            System.out.println("该构造器的形参类型："+ parameterType);
        }
    }

通过反射创建对象

使用到的Class类中的相关方法

newInstance：调用类中的无参构造器，获取对应类的对象
getConstructor(Class…clazz)：根据参数列表，获取对应的public构造器对象
getDecalaredConstructor(Class…clazz)：根据参数列表，获取对应的构造器对象

Constructor类相关方法

setAccessible：暴破
newInstance(Object…obj)：调用构造器

package com.reflection.class_;

import java.lang.reflect.Constructor;

public class ReflecCreateInstance {
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        //1、先获取到User类的Class对象
        Class<?> userClass = Class.forName("com.reflection.class_.User");
        //2、通过public的无参构造器创建实例
        Object o = userClass.newInstance();
        System.out.println(o);

        //3、通过public的有参构造器创建对象实例
        /*   此constructor对象就是
             public User(String name) {//有参public构造器
                this.name = name;
            }
        * */
        //先得到对应的构造器
        Constructor<?> constructor = userClass.getConstructor(String.class);
        //在创建实例，并传入实参
        Object o1 = constructor.newInstance("猫饭");
        System.out.println(o1);

        //4、通过private的有参构造器创建对象实例
        Constructor<?> constructor1 = userClass.getDeclaredConstructor(int.class, String.class);
        //暴破，使用反射可以访问private构造器/方法/属性，  反射面前，一切都是纸老虎
        constructor1.setAccessible(true);
        Object o2 = constructor1.newInstance(28, "猫饭美少女");
        System.out.println(o2);
    }
}

class User {
    private int age = 18;
    private String name = "小A";

    public User() { //无参public构造器

    }

    public User(String name) {//有参public构造器
        this.name = name;
    }

    public User(int age, String name) {//有参private构造器
        this.age = age;
        this.name = name;
    }

    @Override
    public String toString() {
        return "User{" +
                "age=" + age +
                ", name='" + name + '\'' +
                '}';
    }
}

通过反射访问类中的成员

使用到的方法

1、属性名获取Field对象：Field f = class对象.getDeclaredField(属性名)；私有，公有都可以拿到

2、暴破：f.setAccessible(true); //f是Field

3、访问
f.set(o,值)；//o表示对象
syso(f.get(o)); //o表示对象

4、注意：如果是静态属性，则set和get中的参数o，可以写成null（因为静态属性是跟类相关绑定的）

package com.reflection.class_;

import java.lang.reflect.Field;

public class ReflecAccessProperty {
    public static void main(String[] args) throws Exception {

        //1、获取Class对象
        Class<?> studentClass = Class.forName("com.reflection.class_.Student");
        //2、创建对象
        Object o = studentClass.newInstance();
        System.out.println(o.getClass());//获取运行类型
        //3、使用反射得到age属性对象
        Field age = studentClass.getField("age");
        age.set(o,18);//通过反射给属性赋值
        System.out.println(o);
        System.out.println(age.get(o));//通过反射获取属性的值
        //4、通过反射操作 name属性
        Field name = studentClass.getDeclaredField("name");
        name.setAccessible(true);
//        name.set(o,"猫饭");//通过反射给属性赋值
        name.set(null,"猫饭");//因为name是static属性，所以o也可以写出null
        System.out.println(o);
        System.out.println(name.get(o));//通过反射获取属性的值
        System.out.println(name.get(null));//获取属性值，因为name是static属性，所以o也可以写出null
    }
}

class Student {
    public int age;
    private static String name;

    public Student() {
    }

    @Override
    public String toString() {
        return "Student{" +
                "age=" + age +
                ", name='" + name + '\'' +
                '}';
    }
}

通过反射访问类中的方法

使用到的方法

1、根据方法名和参数列表获取Method方法对象：Method m = class对象.getDeclaredMethod(方法名，XX.class);//得到本类中所有的方法

2、获取对象：Objec o = class对象.newInstance();

3、暴破：m.setAccessible(true);

4、访问：Object returnValue = m.invoke(o，实参列表); //o就是对象

5、注意：如果是静态方法，则invoke的参数o，可以写成null！

EX：
package com.reflection.class_;

import java.lang.reflect.InvocationTargetException;
import java.lang.reflect.Method;

public class ReflecAccessMethod {
    public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException, InstantiationException, IllegalAccessException, NoSuchMethodException, InvocationTargetException {
        //1、获取Class对象
        Class<?> aClass = Class.forName("com.reflection.class_.Boss");
        //2、创建对象
        Object o = aClass.newInstance();
        //3、调用public 的 hi方法
        //Method hi1 = aClass.getMethod("hi", String.class);
        Method hi = aClass.getDeclaredMethod("hi", String.class);
        hi.invoke(o,"猫饭！");

        //4、调用private static 方法
        Method say = aClass.getDeclaredMethod("say", int.class, String.class, char.class);
        say.setAccessible(true);
        System.out.println(say.invoke(o,18,"猫饭",'女'));

        //5、在反射中，如果方法有返回值，统一返回Object，但是他运行类型和方法定义的返回类型一致
        Object o1 = say.invoke(null,28, "美少女", '女');
        System.out.println("o1的运行类型="+o1.getClass());//String
    }
}


class Boss{
    public int age;
    private static String name;

    public Boss(){ //构造器

    }

    private static String say(int n, String s, char c) { //静态方法
        return n + "" + s + "" +c;
    }

    public void hi(String s){//普通public方法
        System.out.println("hi!"+ s);
    }
}