一文把Java反射说的明明白白,清清楚楚,记得点赞关注,距离架构师的小目标又进一步

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目录

1、反射的概念

1、概念

2、获取字节码文件对象的方式

2.1 元数据的概念

2.2 获取class对象的方式

3、反射如何获取元数据并访问

1、访问权限

2、获取方法

2.1 访问静态方法

2.2 访问类方法

3、获取字段,读取字段的值

4、获取实现的接口

5、获取构造函数,创建实例

6、获取继承的父类

7、获取注解

4、反射实例

5、总结


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今天有时间没加班回家来好好写一篇文章,反射是Java里比较高级的概念了,一般在书的后半部分。反射也是写框架的必备技能,反射很重要,现在仍然记得刚毕业的一两年一直没有搞懂反射是什么。今天就讲讲反射,希望这篇文章能帮有同样疑惑的你解开疑团,废话不多说,让我们开始吧。

1、反射的概念

1、概念

反射,指在运行状态中,对于任意一个类,都能够知道这个类的所有属性和方法,对任意一个对象,都能调用它的任意一个方法。这种动态获取信息,以及动态调用对象方法的功能,叫做java语言的反射机制。反射很强大,有优点也有缺点。

优点:灵活性高。因为反射属于动态编译,即只有到运行时才动态创建 &获取对象实例。

缺点:执行效率低。

2、获取字节码文件对象的方式

2.1 元数据的概念

元数据(metadata):元数据是指用来描述类的数据,就是class的代码数据。所有的class文件加载到虚拟机之后都会被构建成class对象,class对象描述了一个类都有哪些东西,大家都知道的实现的接口,继承的抽象类,成员变量,类变量,成员方法,类方法,静态方法等,这个class对象就是元数据。

  • Class类:代表一个类。
  • Field类:代表类的成员变量(成员变量也称为类的属性)。
  • Method类:代表类的方法。
  • Constructor类:代表类的构造方法。

 

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2.2 获取class对象的方式

  • 2.2.1 通过对象获得,因为任何对象都必须和class对象关联

  • 2.2.2 通过类对象直接获得

  • 2.2.3 通过类加载器获得,因为类加载器读取class文件会返回class对象

    即将用来反射的对象(随便定义的一个对象,只是为了演示)

    package org.pdool.reflect;
    
    /**
    * @author 香菜
    */
    public class Npc {
      // 静态field
      public static int NPC_TYPE_1 = 1;
      // 私有成员变量
      private int npcType;
      // 共有成员变量
      public String name;
      // 无参构造函数
      public Npc() {
      }
      // 有参构造函数
      public Npc(int npcType, String name) {
          this.npcType = npcType;
          this.name = name;
      }
    
      public int getNpcType() {
          return npcType;
      }
    
      public void setNpcType(int npcType) {
          this.npcType = npcType;
      }
    
      public String getName() {
          return name;
      }
    
      public void setName(String name) {
          this.name = name;
      }
      // 静态方法
      public static void sayHello(String word){
          System.out.println("hello " + word);
      }
    }
    复制代码

    获取反射class的三种方式

    package org.pdool.reflect;
    
    /**
    * @author 香菜
    */
    public class ClazzTest {
       public static void main(String[] args) {
           //第一种方式获取Class对象
           Npc npc1 = new Npc();//这一new 产生一个Npc对象,一个Class对象。
           Class npcClazz1 = npc1.getClass();//获取Class对象
           System.out.println(npcClazz1.getName());
    
           //第二种方式获取Class对象
           Class npcClazz2 = Npc.class;
           System.out.println(npcClazz1 == npcClazz2);//判断第一种方式获取的Class对象和第二种方式获取的是否是同一个
    
           //第三种方式获取Class对象
           try {
               Class npcClazz3 = Class.forName("org.pdool.reflect.Npc");//注意此字符串必须是真实路径,就是带包名的类路径,包名.类名
               System.out.println(npcClazz3 == npcClazz2);//判断三种方式是否获取的是同一个Class对象
          } catch (ClassNotFoundException e) {
               e.printStackTrace();
          }
    
      }
    }
    复制代码

     

3、反射如何获取元数据并访问

1、访问权限

反射机制的默认行为受限于Java的访问控制,可通过 setAccessible 绕过控制。

// 设置对象数组可访问标志
static void setAccessible(AccessibleObject[] array, boolean flag)  
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2、获取方法

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2.1 访问静态方法

public static void main(String[] args) throws NoSuchMethodException,InvocationTargetException, IllegalAccessException {
       Npc npc = new Npc(1"妖神·凰女");
       Class npcClazz = Npc.class;
       // 第一个参数是方法名,第二个参数是函数的参数class对象,因为存在重载的可能性,用参数类型区分
       Method sayHello = npcClazz.getMethod("sayHello", String.class);
       sayHello.invoke(npc, "world");
  }
复制代码

2.2 访问类方法

      Npc npc = new Npc(1, "妖神·凰女");
      System.out.println(npc.getName());
      Class npcClazz = Npc.class;
      // 第一个参数是方法名,第二个参数是函数的参数class对象,因为存在重载的可能性,用参数类型区分
      Method sayHello = npcClazz.getMethod("setName", String.class);
      sayHello.invoke(npc, "world");
      System.out.println(npc.getName());
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3、获取字段,读取字段的值

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       Npc npc = new Npc(1"妖神·凰女");
       Class npcClazz = Npc.class;
       // 获取字段,并设置可访问
       Field field = npcClazz.getField("name");
       field.setAccessible(true);
       System.out.println( field.get(npc));
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4、获取实现的接口

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5、获取构造函数,创建实例

 

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    Class npcClazz = Npc.class;
               Constructor declaredConstructor = npcClazz.getDeclaredConstructor(int.class,String.class);
       Npc npc = (Npc) declaredConstructor.newInstance(1"妖神");
       System.out.println(npc.getName());
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6、获取继承的父类

      Class npcClazz = Npc.class;
      Class superclass = npcClazz.getSuperclass();
      System.out.println(superclass.getName());
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7、获取注解

Class npcClazz = Npc.class;
       Annotation[] annotations = npcClazz.getAnnotations();
// 运行时注解
       for (Annotation annotation : annotations) {
           System.out.println(annotation.getClass().getName());
      }
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4、反射实例

获取到元数据不是最终的目的,我们最终的目的是想在运行时去调用,访问类。说了太多,还是举个例子,大家都知道Spring的IOC,怎么实现的呐?

过程:

1、Spring 在项目启动的时间通过读取xml中配置的bean的路径,

2、然后通过Class.forName 读取class 到类加载器,

3、然后通过反射创建所有的bean实例并保存到容器中,启动容器之后,

4、在项目中可以直接获取bean对象。

我们来大概实现这一过程,因为xml的读取比较麻烦,直接用property来代替了。大家体会一下思想就可以了。

package org.pdool.reflect;

import java.io.IOException;
import java.io.InputStream;
import java.lang.annotation.Annotation;
import java.lang.reflect.Constructor;
import java.lang.reflect.Field;
import java.lang.reflect.InvocationTargetException;
import java.lang.reflect.Method;
import java.util.HashMap;
import java.util.Map;
import java.util.Properties;
import java.util.Set;

/**
* @author 香菜
*/
public class ClazzTest {
  public static void main(String[] args){
      try {
          Map<String,Object> container = new HashMap<>();
          //1.读取配置
          InputStream in = ClazzTest.class.getResourceAsStream("/beans.properties");
          Properties property = new Properties();
          property.load(in);
          //2.反射创建对象
          Set<Object> keySet = property.keySet();
          for (Object key : keySet) {
              // 2.1 获取类的全路径
              String classStr = (String) property.get(key);
              // 2.2 加载class 到虚拟机
              Class<?> beanClazz = Class.forName(classStr);
              // 2.3 获取缺省的构造函数
              Constructor<?> declaredConstructor = beanClazz.getDeclaredConstructor();
              // 2.4 创建实例
              Object o = declaredConstructor.newInstance();
              container.put((String) key,o);
          }
          // 3.获取实例
          Npc npc = (Npc) container.get("npc");
          System.out.println(npc == null);
      } catch (Exception e) {
          e.printStackTrace();
      }
  }
}
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5、总结

在使用Java反射机制时,主要步骤包括:

  1. 获取 目标类型的Class对象

  2. 通过 Class 对象分别获取Constructor类对象、Method类对象 或者 Field 类对象

  3. 通过 Constructor类对象、Method类对象 & Field类对象分别获取类的构造函数、方法&属性的具体信息,并进行后续操作。

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