Java反射机制提供的功能
反射相关的主要API
package study.javaSenior.Reflection; import org.junit.Test; import java.lang.reflect.Constructor; import java.lang.reflect.Field; import java.lang.reflect.Method; /** * @author zhengxu * @create 2021-08-04 14:20 */ public class ReflectionTest { //反射之前,对于Person操作 @Test public void test1(){ //1.创建Person类的对象 Person p1=new Person("Tom",12); //2.调用对象,调用其内部的属性、方法 p1.age=13; System.out.println(p1.toString());//Person{name='Tom', age=13} p1.show();//你好,我是一个人! //在Person类外部,是不可以通过Person类的对象调用其内部私有结构(private) //比如:name,showNation()以及私有的构造器 } //有了反射以后,可以对Person的操作 @Test public void test2() throws Exception { Class clazz=Person.class; //1.通过反射,创建Person类对象 Constructor cons = clazz.getConstructor(String.class, int.class); Object obj = cons.newInstance("Tom", 12); Person p=(Person)obj; System.out.println(obj.toString()); //2.通过反射,调用对象指定的属性、方法 Field age = clazz.getDeclaredField("age");//Person{name='Tom', age=12} age.set(p,10); System.out.println(p.toString());//Person{name='Tom', age=10} //调用方法 Method show = clazz.getDeclaredMethod("show"); show.invoke(p);//你好,我是一个人! //通过反射,是可以调用Person类的私有结构的。比如:私有属性、私有构造器、私有方法!!!!!!!!!!!! //调用私有构造器 Constructor cons1 = clazz.getDeclaredConstructor(String.class); cons1.setAccessible(true); Object obj1 = cons1.newInstance("Jerry"); Person p1=(Person) obj1; System.out.println(p1.toString());//Person{name='Jerry', age=0} //调用私有的属性 Field name = clazz.getDeclaredField("name"); name.setAccessible(true); name.set(p1,"HanMeiMei"); System.out.println(p1.toString());//Person{name='HanMeiMei', age=0} //调用私有方法 Method showNation = clazz.getDeclaredMethod("showNation", String.class); showNation.setAccessible(true); String nation =(String) showNation.invoke(p1, "中国");//我的国籍是:中国 System.out.println(nation);//中国 } //疑问1:通过直接new对象的方式或反射的方式都可以调用公共的结构,开发时用哪个? //建议:直接new的方式 //那什么时候会用反射的方式? 反射的特征:动态性(运行时也能用),比如在登录时选用户的情况下 //疑问2:反射机制与面向对象中的封装性是不是矛盾的?如何看待两个技术? //不矛盾。因为应用的场景不同。封装性只是建议去调用公共的,而非私有的不能用。 }
package study.javaSenior.Reflection; /** * @author zhengxu * @create 2021-08-04 14:15 */ public class Person { private String name; public int age; public Person() { } public Person(String name, int age) { this.name = name; this.age = age; } private Person(String name) {//构造器私有化 this.name = name; } public String getName() { return name; } public void setName(String name) { this.name = name; } public int getAge() { return age; } public void setAge(int age) { this.age = age; } @Override public String toString() { return "Person{" + "name='" + name + '\'' + ", age=" + age + '}'; } public void show(){ System.out.println("你好,我是一个人!"); } private String showNation(String nation){//私有化方法 System.out.println("我的国籍是:"+nation); return nation; } }
package study.javaSenior.Reflection; import org.junit.Test; /** * @author zhengxu * @create 2021-08-04 16:14 */ public class ReflectionTest1 { /* 关于java.lang.Class类的理解 1.类的加载过程: 程序在经过javac.exe命令以后,会生成一个或多个字节码文件(.class结尾),接着,我们用java.exe命令对某个字节码文件进行解释运行。 相当于将某个字节码文件加载到了内存中。此过程成为类的加载。加载到内存中的类成为运行时类,此运行时类,就作为Class的一个实例。 2.换句话说,Class的实例就对应着一个运行时类 3.我们加载到内存中的运行时类,会缓存一定的时间。在此时间之内,我们可以通过不同的方式来获取此运行时类。方式3使用频率最高 */ //获取大的Class实例的方式 @Test public void test() throws ClassNotFoundException { //方式一:调用运行时类的属性:.class Class clazz1=Person.class; System.out.println(clazz1);//class study.javaSenior.Reflection.Person //方式2:通过运行时类的对象,调用getClass() Person p1=new Person(); Class clazz2=p1.getClass(); System.out.println(clazz2);//class study.javaSenior.Reflection.Person //方式3:调用Class的静态方法:forName(String classPath) (使用频率最高) Class clazz3 = Class.forName("study.javaSenior.Reflection.Person"); System.out.println(clazz3);//class study.javaSenior.Reflection.Person //三个运行时类都指向同一个地址,说明运行时类在运行时是唯一的 System.out.println(clazz1==clazz2);//true System.out.println(clazz1==clazz3);//ture //方式4:使用类的加载器:ClassLoader (了解即可) ClassLoader classLoader = ReflectionTest.class.getClassLoader(); Class class4=classLoader.loadClass("study.javaSenior.Reflection.Person"); System.out.println(class4);//class study.javaSenior.Reflection.Person } //万事万物皆对象?对象.xxx,File,URL,反射,前端、数据库操作 }
哪些类型可以有Class对象?
(1)class: 外部类,成员(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@interface
(6)primitive type:基本数据类型
(7)void
Class c1 = Object.class; Class c2 = Comparable.class; Class c3 = String[].class; Class c4 = int[][].class; Class c5 = ElementType.class; Class c6 = Override.class; Class c7 = int.class; Class c8 = void.class; Class c9 = Class.class; int[] a = new int[10]; int[] b = new int[100]; Class c10 = a.getClass(); Class c11 = b.getClass(); // 只要元素类型与维度一样,就是同一个Class System.out.println(c10 == c11);//true
//1.获取一个系统类加载器 ClassLoader classloader = ClassLoader.getSystemClassLoader(); System.out.println(classloader); //2.获取系统类加载器的父类加载器,即扩展类加载器 classloader = classloader.getParent(); System.out.println(classloader); //3.获取扩展类加载器的父类加载器,即引导类加载器 classloader = classloader.getParent(); System.out.println(classloader); //4.测试当前类由哪个类加载器进行加载 classloader = Class.forName("exer2.ClassloaderDemo").getClassLoader(); System.out.println(classloader); //5.测试JDK提供的Object类由哪个类加载器加载 classloader = Class.forName("java.lang.Object").getClassLoader(); System.out.println(classloader); //*6.关于类加载器的一个主要方法:getResourceAsStream(String str):获取类路径下的指定文件的输入流 InputStream in = null; in = this.getClass().getClassLoader().getResourceAsStream("exer2\\test.properties"); System.out.println(in);
package study.javaSenior.Reflection; import org.junit.Test; import java.util.Random; /** * 通过反射创建对应运行时类的对象 * newInstance()方法!!! * * @author zhengxu * @create 2021-08-04 17:31 */ public class NewInstanceTest { @Test public void test1() throws InstantiationException, IllegalAccessException { Class clazz=Person.class; /* newInstance():调用此方法,创建对应运行时类的对象。内部调用了运行时类的空参构造器。 要想此方法正常的创建运行时类的对象,要求: 1.运行时类必须提供空参构造器 2.空参的构造器的访问权限必须够。通常,设置为public。 在javabean中要求提供一个public的空参构造器。原因: 1.便于通过反射,创建运行时类的对象。 2.便于子类继承此运行时类时,默认调用super()时,保证父类有此构造器 */ Person p = (Person) clazz.newInstance(); System.out.println(p);//Person{name='null', age=0} } //体会反射的动态性!!! @Test public void test2() { int num=new Random().nextInt(3);//0,1,2 System.out.println(num); String classPath=""; switch (num){ case 0: classPath="java.util.Date"; break; case 1: classPath="java.util.Random"; break; case 2: classPath="study.javaSenior.Reflection.Person"; break; } Object obj = null; try { obj = getInstance(classPath); System.out.println(obj); } catch (Exception e) { e.printStackTrace(); } } /* 创建一个指定类的对象 classPath:指定类的全类名 */ public Object getInstance(String classPath) throws Exception { Class clazz=Class.forName(classPath); return clazz.newInstance(); } }
package study.javaSenior.Reflection.test851; /** * @author zhengxu * @create 2021-08-04 19:14 */ @MyAnnotation(value = "hi") public class Person1 extends Creature<String> implements Comparable<String>,MyInterface{ private String name; int age; public int id; public Person1(){ } @MyAnnotation(value = "abc") private Person1(String name){ this.name=name; } Person1(String name,int age){ this.name=name; this.age=age; } @MyAnnotation private String show(String nation){ System.out.println("我的国籍是:"+nation); return nation; } public String display(String interest) throws NullPointerException{ return interest; } @Override public int compareTo(String o) { return 0; } @Override public void info() { System.out.println("我是一个人"); } }
package study.javaSenior.Reflection.test851; import java.io.Serializable; /** * @author zhengxu * @create 2021-08-04 19:15 */ public class Creature<T> implements Serializable { private char gender; public double weight; private void breath() { System.out.println("呼吸"); } public void eat(){ System.out.println("生物吃东西"); } }
package study.javaSenior.Reflection.test851; /** * @author zhengxu * @create 2021-08-04 19:18 */ public interface MyInterface { void info(); }
package study.javaSenior.Reflection.test851; import java.lang.annotation.Retention; import java.lang.annotation.RetentionPolicy; import java.lang.annotation.Target; import static java.lang.annotation.ElementType.*; /** * @author zhengxu * @create 2021-08-04 19:25 */ @Target({TYPE,FIELD,METHOD,PARAMETER,CONSTRUCTOR,LOCAL_VARIABLE}) @Retention(RetentionPolicy.RUNTIME) public @interface MyAnnotation { String value()default "hello"; }
package study.javaSenior.Reflection.test852; import org.junit.Test; import study.javaSenior.Reflection.test851.Person1; import java.lang.reflect.Field; import java.lang.reflect.Modifier; /** * 获取当前运行时类的属性结构 * @author zhengxu * @create 2021-08-05 10:00 */ public class FieldTest { @Test public void test1(){ Class clazz= Person1.class; //获取属性结构 //getFields():获取当前运行时类及其父类中声明位public访问权限的属性 Field[] field = clazz.getFields();//只能获取到public for(Field f:field){ System.out.println(f);//public int study.javaSenior.Reflection.test851.Person1.id //public double study.javaSenior.Reflection.test851.Creature.weight } System.out.println("================================"); //getDeclaredFields():获取当前运行时类当中声明的所有属性,所有权限(不包含父类中声明的属性) Field[] declaredFields=clazz.getDeclaredFields(); for(Field f:declaredFields){ System.out.println(f); } } //权限修饰符 数据类型 变量名=。。。 //通过反射拿到某个具体的属性 @Test public void test2(){ Class clazz= Person1.class; Field[] declaredFields=clazz.getDeclaredFields(); for(Field f:declaredFields){ //1.权限修饰符 int modifiers = f.getModifiers(); System.out.print(Modifier.toString(modifiers)+"\t"); //2.数据类型 Class type = f.getType(); System.out.print(type.getName()+"\t"); //3.变量名 String name = f.getName(); System.out.print(name); System.out.println(); } } }
package study.javaSenior.Reflection.test852; import org.junit.Test; import study.javaSenior.Reflection.test851.Person1; import java.lang.annotation.Annotation; import java.lang.reflect.Method; import java.lang.reflect.Modifier; /** * 获取运行时类的方法结构 * @author zhengxu * @create 2021-08-05 10:20 */ public class MethodTest { @Test public void test1(){ Class clazz= Person1.class; //getMethods():获取当前运行时类及其所有父类当中声明为public权限的方法 Method[] methods = clazz.getMethods(); for (Method m:methods){ System.out.println(m); } System.out.println("=================================="); //getDeclaredMethods():获取当前运行时类中声明的所有方法(不包含父类中声明的) Method[] declaredMethods = clazz.getDeclaredMethods(); for(Method m:declaredMethods){ System.out.println(m); } } /* 通过反射拿到某个具体的方法的参数 @Xxx 权限修饰符 返回值类型 方法名(参数类型1 形参名1,.....) throws XxxException{} */ @Test public void test2(){ Class clazz= Person1.class; Method[] declaredMethods = clazz.getDeclaredMethods(); for(Method m:declaredMethods){ //1.获取方法声明的注解 Annotation[] annotations = m.getAnnotations(); for(Annotation a:annotations){ System.out.println(a);//@study.javaSenior.Reflection.test851.MyAnnotation(value=hello) } //2.获取方法权限修饰符 System.out.print(Modifier.toString(m.getModifiers())+"\t"); //3.返回值类型 System.out.print(m.getReturnType().getName()+"\t"); //4.方法名 System.out.print(m.getName()); System.out.print("("); //5.形参列表 Class[] parameterTypes = m.getParameterTypes(); if(!(parameterTypes==null||parameterTypes.length==0)){ for(int i=0;i<parameterTypes.length;i++){ if(i==parameterTypes.length-1){ System.out.print(parameterTypes[i].getName()+"args_"+i); break; } System.out.print(parameterTypes[i].getName()+"args_"+i+","); } } System.out.print(")"); //6.抛出的异常 Class[] exceptionTypes = m.getExceptionTypes(); if(!(exceptionTypes==null ||exceptionTypes.length==0)){ System.out.print("throws "); for (int i=0;i<exceptionTypes.length;i++){ if(i==exceptionTypes.length-1){ System.out.print(exceptionTypes[i].getName()); } System.out.print(exceptionTypes[i].getName()+","); } } System.out.println(); } } }
package study.javaSenior.Reflection.test852; import org.junit.Test; import study.javaSenior.Reflection.test851.Person1; import java.lang.reflect.Constructor; /** * @author zhengxu * @create 2021-08-05 11:27 */ public class ConstructorTest { /* 获取构造器 */ @Test public void test(){ Class clazz= Person1.class; //getConstructors():获取当前运行时类中声明为public权限的构造器 Constructor[] constructors = clazz.getConstructors(); for(Constructor c:constructors){ System.out.println(c); } System.out.println(); //getDeclaredConstructors():获取当前运行时类中声明的所有构造器 Constructor[] declaredConstructors = clazz.getDeclaredConstructors(); for(Constructor c:declaredConstructors){ System.out.println(c); } } }
package study.javaSenior.Reflection.test852; import org.junit.Test; import study.javaSenior.Reflection.test851.Person1; import java.lang.annotation.Annotation; import java.lang.reflect.ParameterizedType; import java.lang.reflect.Type; /** * @author zhengxu * @create 2021-08-05 11:40 */ public class ParentTest { /* 获取运行时类的父类 */ @Test public void test1(){ Class clazz= Person1.class; Class superclass = clazz.getSuperclass(); System.out.println(superclass);//class study.javaSenior.Reflection.test851.Creature } /* 获取运行时类带泛型的的父类 */ @Test public void test2(){ Class clazz= Person1.class; Type genericSuperclass = clazz.getGenericSuperclass(); System.out.println(genericSuperclass);//study.javaSenior.Reflection.test851.Creature<java.lang.String> } /* 获取运行时类带泛型的的父类的泛型 代码: 逻辑性代码 vs 功能性代码 */ @Test public void test3(){ Class clazz= Person1.class; Type genericSuperclass = clazz.getGenericSuperclass(); ParameterizedType parameterizedType= (ParameterizedType) genericSuperclass; //获取泛型类型 Type[] actualTypeArguments = parameterizedType.getActualTypeArguments(); System.out.println(actualTypeArguments[0]);//java.lang.String } /* 获取运行时类的接口 */ @Test public void test4(){ Class clazz=Person1.class; Class[] interfaces = clazz.getInterfaces(); for (Class c:interfaces){ System.out.println(c); } System.out.println(); //获取运行时类父类实现的接口 Class[] interfaces1 = clazz.getSuperclass().getInterfaces(); for (Class c:interfaces1){ System.out.println(c); } } /* 获取运行时类所在的包 */ @Test public void test5(){ Class clazz=Person1.class; Package aPackage = clazz.getPackage(); System.out.println(aPackage);//package study.javaSenior.Reflection.test851 } /* 获取运行时类声明的注解 */ @Test public void test6(){ Class clazz=Person1.class; Annotation[] annotations = clazz.getAnnotations(); for(Annotation a: annotations){ System.out.println(a);//@study.javaSenior.Reflection.test851.MyAnnotation(value=hi) } } }
package study.javaSenior.Reflection.test852; import org.junit.Test; import study.javaSenior.Reflection.test851.Person1; import java.lang.reflect.Constructor; import java.lang.reflect.Field; import java.lang.reflect.Method; /** * 调用运行时类中指定的结构:属性、方法、构造器 * @author zhengxu * @create 2021-08-05 16:10 */ public class ReflectionTest { /* 如何调用运行时类中的指定的属性————需要掌握 */ @Test public void testField() throws Exception { Class clazz= Person1.class; //创建运行时类的对象 Person1 p = (Person1) clazz.newInstance(); //1.getDeclaredField():获取运行时类中指定变量名的属性(所有权限) Field name = clazz.getDeclaredField("name"); //2.setAccessible(true):保证当前属性是可以访问的 name.setAccessible(true);//一定要打开修改的权限 //3.获取、设置指定对象的属性值 name.set(p,"zx"); System.out.println(name.get(p));//zx } /* 如何调用运行时类中的指定的方法————需要掌握 */ @Test public void testMethod() throws Exception{ Class clazz=Person1.class; //创建运行时类的对象 Person1 p=(Person1) clazz.newInstance(); //1.获取指定的某个方法 //getDeclaredMethod:参数1:指明获取方法的名称 参数2:指明获取方法的形参列表 Method show = clazz.getDeclaredMethod("show", String.class); //2.保证当前方法是可访问的 show.setAccessible(true); //3.调用方法的invoke(): 参数1:方法的调用者 参数2:给方法复制的形参 //invoke()的返回值即为对应类中调用的方法的返回值。 Object returnValue=show.invoke(p,"CHN");//我的国籍是:CHN System.out.println(returnValue);//CHN System.out.println("==========如何调用静态方法==========="); //private static void showDesc() Method showDesc = clazz.getDeclaredMethod("showDesc"); showDesc.setAccessible(true); //如果调用的运行时类中的方法没有返回值,则此invoke()返回null Object returnValue1=showDesc.invoke(Person1.class);//我是一个可爱的人 //Object returnValue1=showDesc.invoke(null);//也可以 System.out.println(returnValue1);//null } /* 如何调用运行时类中的指定的构造器————不常用,一般用newInstance */ @Test public void testConstructor() throws Exception{ Class clazz=Person1.class; //private Person(String name) /* 1.获取指定的构造器 getDeclaredConstructor(String.class):参数:指明构造器的列表 */ Constructor declaredConstructor = clazz.getDeclaredConstructor(String.class); //2.保证此构造器是可访问的 declaredConstructor.setAccessible(true); //3.创建运行时类的对象 Person1 tom =(Person1) declaredConstructor.newInstance("Tom"); System.out.println(tom);//Person1{name='Tom', age=0, id=0} } }
代理设计模式的原理: 使用一个代理将对象包装起来, 然后用该代理对象取代原始对象。任何对原始对象的调用都要通过代理。代理对象决定是否以及何时将方法调用转到原始对象上。
静态代理,特征是代理类和目标 对象的类都是在编译期间确定下来,不利于程序的扩展。同时,每一个代 理类只能为一个接口服务,这样一来程序开发中必然产生过多的代理。最好可以通过一个代理类完成全部的代理功能。
动态代理是指客户通过代理类来调用其它对象的方法,并且是在程序运行时 根据需要动态创建目标类的代理对象。
动态代理使用场合:
动态代理相比于静态代理的优点: 抽象角色中(接口)声明的所有方法都被转移到调用处理器一个集中的方法中 处理,这样,我们可以更加灵活和统一的处理众多的方法。
静态代理举例说明
package study.javaSenior.Reflection.dynamicProxy; /** * 静态代理举例 * 特点:代理类和被代理类在编译期间,就已经确定下来了 * @author zhengxu * @create 2021-08-05 17:53 */ interface ClothFactory{ void produceCloth(); } //代理类 class ProxyClothFactory implements ClothFactory{ private ClothFactory factory;//用被代理类对象进行实例化 public ProxyClothFactory(ClothFactory factory){ this.factory=factory; } @Override public void produceCloth() { System.out.println("代理工厂做一些准备工作"); factory.produceCloth(); System.out.println("代理工厂做一些后续的收尾工作"); } } //被代理类 class AntaClothFactory implements ClothFactory{ @Override public void produceCloth() { System.out.println("Anta工厂生产一批运动服装"); } } public class StaticProxyTest { public static void main(String[] args) { //创建被代理类对象 AntaClothFactory anta=new AntaClothFactory(); //创建代理类对象 ProxyClothFactory proxyClothFactory = new ProxyClothFactory(anta); proxyClothFactory.produceCloth(); /* 代理工厂做一些准备工作 Anta工厂生产一批运动服装 代理工厂做一些后续的收尾工作 */ } }
package study.javaSenior.Reflection.dynamicProxy; import java.lang.reflect.InvocationHandler; import java.lang.reflect.Method; import java.lang.reflect.Proxy; /** * 动态代理的举例 * @author zhengxu * @create 2021-08-05 18:04 */ interface Human{ String getBelief(); void eat(String food); } //被代理类 class SuperMan implements Human{ @Override public String getBelief() { return "I believe I can fly!"; } @Override public void eat(String food) { System.out.println("我喜欢吃"+food); } } /* 要想实现动态代理类,需要解决的问题? 问题一:如何根据加载到内存中的被代理类,动态的创建一个代理类及其对象 问题二:当通过代理类的对象调用方法时,如何动态的去调用被代理类中的同名的方法 */ class MyInvocationHandler implements InvocationHandler{ private Object obj;//赋值时,需要使用被代理类的对象进行复制 public void bind(Object obj){ this.obj=obj; } //当我们通过代理类的对象,调用方法a时,就会自动的调用如下的方法:invoke() //将被代理类要执行的方法a的功能就声明在invoke中 @Override public Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args) throws Throwable { //method:即为代理类对象调用的方法,此方法也就作为了被代理类对象要调用的方法 //obj:被代理类的对象 Object returnValue = method.invoke(obj, args); //上述方法的返回值就作为当前类invoke()方法的返回值。 return returnValue; } } class ProxyFactory{ //调用此方法,返回一个代理类的对象。解决问题一 public static Object getProxyInstance(Object obj){//obj:被代理类的对象 MyInvocationHandler handler = new MyInvocationHandler(); handler.bind(obj); return Proxy.newProxyInstance(obj.getClass().getClassLoader(), obj.getClass().getInterfaces(),handler); } } public class ProxyTest { public static void main(String[] args) { SuperMan superMan=new SuperMan(); //proxyInstance:代理类的对象 Human proxyInstance =(Human) ProxyFactory.getProxyInstance(superMan); //当通过代理类对象调用方法时,会自动的调用被代理类中同名的方法 String belief = proxyInstance.getBelief(); System.out.println(belief);//I believe I can fly! proxyInstance.eat("四川麻辣烫");//我喜欢吃四川麻辣烫 System.out.println("********************************"); AntaClothFactory antaClothFactory = new AntaClothFactory(); ClothFactory proxyClothFactory=(ClothFactory) ProxyFactory.getProxyInstance(antaClothFactory); proxyClothFactory.produceCloth();//Anta工厂生产一批运动服装 } }