反射機(jī)制Reflection

1、靜態(tài) VS 動(dòng)態(tài)語(yǔ)言

動(dòng)態(tài)語(yǔ)言是一類在運(yùn)行時(shí)可以改變其結(jié)構(gòu)的語(yǔ)言：例如新的函數(shù)、對(duì)象、甚至代碼可以被引進(jìn)，已有的函數(shù)可以被刪除或是其他結(jié)構(gòu)上的變化。通俗點(diǎn)說(shuō)就是在運(yùn)行時(shí)代碼可以根據(jù)某些條件改變自身結(jié)構(gòu)。

主要?jiǎng)討B(tài)語(yǔ)言：Object-C、C#、JavaScript、PHP、Python等

//體現(xiàn)動(dòng)態(tài)語(yǔ)言的代碼
function test() {
var x = "var a=3;var b=5;alert(a+b)";
eval(x);
}

靜態(tài)語(yǔ)言與動(dòng)態(tài)語(yǔ)言相對(duì)應(yīng)的，運(yùn)行時(shí)結(jié)構(gòu)不可變的語(yǔ)言就是靜態(tài)語(yǔ)言。如Java、C、C++。

Java不是動(dòng)態(tài)語(yǔ)言，但Java可以稱之為“準(zhǔn)動(dòng)態(tài)語(yǔ)言”。即Java有一定的動(dòng)態(tài)性，我們可以利用反射機(jī)制獲得類似動(dòng)態(tài)語(yǔ)言的特性。Java的動(dòng)態(tài)性讓編程的時(shí)候更加靈活！

2、Java Reflection

Reflection（反射）是Java被視為動(dòng)態(tài)語(yǔ)言的關(guān)鍵，反射機(jī)制允許程序在執(zhí)行期借助于Reflection API取得任何類的內(nèi)部信息，并能直接操作任意對(duì)象的內(nèi)部屬性及方法。

Class c = Class.forName("java.lang.String")

加載完類之后，在堆內(nèi)存的方法區(qū)中就產(chǎn)生了一個(gè)Class類型的對(duì)象（一個(gè)類只有一個(gè)Class對(duì)象），這個(gè)對(duì)象就包含了完整的類的結(jié)構(gòu)信息。我們可以通過(guò)這個(gè)對(duì)象看到類的結(jié)構(gòu)。

這個(gè)對(duì)象就像一面鏡子，透過(guò)這個(gè)鏡子看到類的結(jié)構(gòu)，所以，我們形象的稱之為：反射

package com.reflection;
public class Test2 {
public static void main(String[] args) {
try {
//通過(guò)反射獲取類的Class
//--->查看JDK幫助文檔
Class<?> c1 = Class.forName("com.reflection.User");
//一個(gè)類被加載后 , 類的整個(gè)結(jié)構(gòu)信息會(huì)被放到對(duì)應(yīng)的Class對(duì)象中
System.out.println(c1);
//一個(gè)類只對(duì)應(yīng)一個(gè)Class對(duì)象
Class<?> c2 = Class.forName("com.reflection.User");
System.out.println(c1.hashCode());
System.out.println(c2.hashCode());
} catch (ClassNotFoundException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
//1. 創(chuàng)建一個(gè)實(shí)體類
class User{
private int id;
private int age;
private String name;
public User() {
}
public User(int id, int age, String name) {
this.id = id;
this.age = age;
this.name = name;
}
public int getId() {
return id;
}
public void setId(int id) {
this.id = id;
}
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{" +
"id=" + id +
", age=" + age +
", name=" + name +
'}';
}
}

Java反射機(jī)制提供的功能：

• 在運(yùn)行時(shí)判斷任意一個(gè)對(duì)象所屬的類
• 在運(yùn)行時(shí)構(gòu)造任意一個(gè)類的對(duì)象
• 在運(yùn)行時(shí)判斷任意一個(gè)類所具有的成員變量和方法
• 在運(yùn)行時(shí)獲取泛型信息
• 在運(yùn)行時(shí)調(diào)用任意一個(gè)對(duì)象的成員變量和方法
• 在運(yùn)行時(shí)處理注解
• 生成動(dòng)態(tài)代理

Java反射優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)：

• 優(yōu)點(diǎn)：可以實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)創(chuàng)建對(duì)象和編譯，體現(xiàn)出很大的靈活性 !
• 缺點(diǎn)：對(duì)性能有影響。使用反射基本上是一種解釋操作，我們可以告訴JVM，我們希望做什么并且它滿
• 足我們的要求。這類操作總是慢于 直接執(zhí)行相同的操作。

3、反射相關(guān)的主要API

• java.lang.Class : 代表一個(gè)類
• java.lang.reflect.Method : 代表類的方法
• java.lang.reflect.Field : 代表類的成員變量
• java.lang.reflect.Constructor : 代表類的構(gòu)造器

4、Class類

在Object類中定義了該方法，此方法將被所有子類繼承

public final Class getClass();

以上的方法返回值的類型是一個(gè)Class類，此類是Java反射的源頭，實(shí)際上所謂反射從程序的運(yùn)行結(jié)果來(lái)看也很好理解，即：可以通過(guò)對(duì)象反射求出類的名稱。

對(duì)象照鏡子后可以得到的信息：某個(gè)類的屬性、方法和構(gòu)造器、某個(gè)類到底實(shí)現(xiàn)了哪些接口。

對(duì)于每個(gè)類而言，JRE 都為其保留一個(gè)不變的 Class 類型的對(duì)象。一個(gè) Class 對(duì)象包含了特定某個(gè)結(jié)構(gòu)(class/interface/enum/annotation/primitive type/void/[])的有關(guān)信息。

• Class 本身也是一個(gè)類
• Class 對(duì)象只能由系統(tǒng)建立對(duì)象
• 一個(gè)加載的類在 JVM 中只會(huì)有一個(gè)Class實(shí)例
• 一個(gè)Class對(duì)象對(duì)應(yīng)的是一個(gè)加載到JVM中的一個(gè).class文件
• 每個(gè)類的實(shí)例都會(huì)記得自己是由哪個(gè) Class 實(shí)例所生成
• 通過(guò)Class可以完整地得到一個(gè)類中的所有被加載的結(jié)構(gòu)
• Class類是Reflection的根源，針對(duì)任何你想動(dòng)態(tài)加載、運(yùn)行的類，唯有先獲得相應(yīng)的Class對(duì)象

package com.reflection;
//測(cè)試各種類型獲得Class對(duì)象的方式
public class Test3 {
public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException {
Person person = new Student();
System.out.println("這個(gè)人是:"+person.name);
//獲得class辦法一:通過(guò)對(duì)象獲得
Class clazz1 = person.getClass();
//獲得class辦法二:通過(guò)字符串獲得(包名+類名)
Class clazz2 = Class.forName("com.reflection.Student");
//獲得class辦法三:通過(guò)類的靜態(tài)成員class獲得
Class clazz3 = Person.class;
//獲得class辦法四:只針對(duì)內(nèi)置的基本數(shù)據(jù)類型
Class clazz4 = Integer.TYPE;
//獲得父類類型
Class clazz5 = clazz2.getSuperclass();
System.out.println(clazz1);
System.out.println(clazz2);
System.out.println(clazz3);
System.out.println(clazz4);
System.out.println(clazz5);
}
}
class Person {
public String name;
public Person() {
}
public Person(String name) {
this.name = name;
}
@Override
public String toString() {
return "Person{" +
"name='" + name + '\'' +
'}';
}
}
class Student extends Person{
public Student(){
this.name = "學(xué)生";
}
}
class Teacher extends Person{
public Teacher(){
this.name = "老師";
}
}

5、Java內(nèi)存分析

6、創(chuàng)建運(yùn)行時(shí)類的對(duì)象

• 通過(guò)反射獲取運(yùn)行時(shí)類的完整結(jié)構(gòu)
• Field、Method、Constructor、Superclass、Interface、Annotation
• 實(shí)現(xiàn)的全部接口
• 所繼承的父類
• 全部的構(gòu)造器
• 全部的方法
• 全部的Field
• 注解

小結(jié)

• 在實(shí)際的操作中，取得類的信息的操作代碼，并不會(huì)經(jīng)常開發(fā)。
• 一定要熟悉java.lang.reflect包的作用，反射機(jī)制。

7、有了Class對(duì)象,能做什么?

創(chuàng)建類的對(duì)象：調(diào)用Class對(duì)象的newInstance()方法

• 類必須有一個(gè)無(wú)參數(shù)的構(gòu)造器。
• 類的構(gòu)造器的訪問(wèn)權(quán)限需要足夠

思考？難道沒有無(wú)參的構(gòu)造器就不能創(chuàng)建對(duì)象了嗎？只要在操作的時(shí)候明確的調(diào)用類中的構(gòu)造器，并將參數(shù)傳遞進(jìn)去之后，才可以實(shí)例化操作。

步驟如下：

• 通過(guò)Class類的getDeclaredConstructor(Class … parameterTypes)取得本類的指定形參類型的構(gòu)造器
• 向構(gòu)造器的形參中傳遞一個(gè)對(duì)象數(shù)組進(jìn)去，里面包含了構(gòu)造器中所需的各個(gè)參數(shù)。
• 通過(guò)Constructor實(shí)例化對(duì)象

調(diào)用指定的方法：

• 通過(guò)反射，調(diào)用類中的方法，通過(guò)Method類完成。
• 通過(guò)Class類的getMethod(String name,Class…parameterTypes)方法取得一個(gè)Method對(duì)象，并設(shè)置此方法操作時(shí)所需要的參數(shù)類型。
• 之后使用Object invoke(Object obj, Object[] args)進(jìn)行調(diào)用，并向方法中傳遞要設(shè)置的obj對(duì)象的參數(shù)信息。

8、setAccessible

• Method和Field、Constructor對(duì)象都有setAccessible()方法。
• setAccessible作用是啟動(dòng)和禁用訪問(wèn)安全檢查的開關(guān)。
• 參數(shù)值為true則指示反射的對(duì)象在使用時(shí)應(yīng)該取消Java語(yǔ)言訪問(wèn)檢查。
• 提高反射的效率。如果代碼中必須用反射，而該句代碼需要頻繁的被調(diào)用，那么請(qǐng)?jiān)O(shè)置為true。
• 使得原本無(wú)法訪問(wèn)的私有成員也可以訪問(wèn)
• 參數(shù)值為false則指示反射的對(duì)象應(yīng)該實(shí)施Java語(yǔ)言訪問(wèn)檢查

9、反射操作泛型

Java采用泛型擦除的機(jī)制來(lái)引入泛型 , Java中的泛型僅僅是給編譯器javac使用的,確保數(shù)據(jù)的安全性 和免去強(qiáng)制類型轉(zhuǎn)換問(wèn)題 , 但是 , 一旦編譯完成 , 所有和泛型有關(guān)的類型全部擦除 為了通過(guò)反射操作這些類型 , Java新增了 ParameterizedType , GenericArrayType , TypeVariable 和 WildcardType 幾種類型來(lái)代表不能被歸一到Class類中的類型但是又和原始類型齊名的類型.

• ParameterizedType: 表示一種參數(shù)化類型,比如Collection
• GenericArrayType: 表示一種元素類型是參數(shù)化類型或者類型變量的數(shù)組類型
• TypeVariable: 是各種類型變量的公共父接口
• WildcardType: 代表一種通配符類型表達(dá)式

總結(jié)

以上為個(gè)人經(jīng)驗(yàn)，希望能給大家一個(gè)參考，也希望大家多多支持腳本之家。

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