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這篇文章主要介紹“java反射機(jī)制及常用應(yīng)用場景是什么”,在日常操作中,相信很多人在java反射機(jī)制及常用應(yīng)用場景是什么問題上存在疑惑,小編查閱了各式資料,整理出簡單好用的操作方法,希望對(duì)大家解答”java反射機(jī)制及常用應(yīng)用場景是什么”的疑惑有所幫助!接下來,請(qǐng)跟著小編一起來學(xué)習(xí)吧!
在java的面向?qū)ο缶幊踢^程中,通常我們需要先知道一個(gè)Class類,然后new 類名()
方式來獲取該類的對(duì)象。也就是說我們需要在寫代碼的時(shí)候(編譯期或者類加載之前)就知道我們要實(shí)例化哪一個(gè)類,運(yùn)行哪一個(gè)方法,這種通常被稱為靜態(tài)的類加載。
但是在有些場景下,我們事先是不知道我們的代碼的具體行為的。比如,我們定義一個(gè)服務(wù)任務(wù)工作流,每一個(gè)服務(wù)任務(wù)都是對(duì)應(yīng)的一個(gè)類的一個(gè)方法。
服務(wù)任務(wù)B執(zhí)行哪一個(gè)類的哪一個(gè)方法,是由服務(wù)任務(wù)A的執(zhí)行結(jié)果決定的
服務(wù)任務(wù)C執(zhí)行哪一個(gè)類的哪一個(gè)方法,是由服務(wù)任務(wù)A和B的執(zhí)行結(jié)果決定的
并且用戶不希望服務(wù)任務(wù)的功能在代碼中寫死,希望通過配置的方式根據(jù)不同的條件執(zhí)行不同的程序,條件本身也是變化的
面對(duì)這個(gè)情況,我們就不能用代碼new 類名()
來實(shí)現(xiàn)了,因?yàn)槟悴恢烙脩艟唧w要怎么做配置,這一秒他希望服務(wù)任務(wù)A執(zhí)行Xxxx類的x方法,下一秒他可能希望執(zhí)行Yyyy類的y方法。當(dāng)然你也可以說提需求嘛,用戶改一次需求,我改一次代碼。這種方式也能需求,但對(duì)于用戶和程序員個(gè)人而言都是痛苦,那么有沒有一種方法在運(yùn)行期動(dòng)態(tài)的改變程序的調(diào)用行為的方法呢?這就是要為大家介紹的“java反射機(jī)制”。
那么java的反射機(jī)制能夠做那些事呢?大概是這樣幾種:
在程序運(yùn)行期動(dòng)態(tài)的根據(jù)package名.類名
實(shí)例化類對(duì)象
在程序運(yùn)行期動(dòng)態(tài)獲取類對(duì)象的信息,包括對(duì)象的成本變量和方法
在程序運(yùn)行期動(dòng)態(tài)使用對(duì)象的成員變量屬性
在程序運(yùn)行期動(dòng)態(tài)調(diào)用對(duì)象的方法(私有方法也可以調(diào)用)
先入個(gè)門,大佬可以略過這一段。我們定義一個(gè)類叫做Student
package com.zimug.java.reflection; public class Student { public String nickName; private Integer age; //這里是private public void dinner(){ System.out.println("吃晚餐!"); } private void sleep(int minutes){ //private修飾符 System.out.println("睡" + minutes + "分鐘"); } }
如果不用反射的方式,我相信只要學(xué)過java的朋友肯定會(huì)調(diào)用dinner方法
Student student = new Student(); student.dinner();
如果是反射的方式我們?cè)撛趺凑{(diào)用呢?
//獲取Student類信息 Class cls = Class.forName("com.zimug.java.reflection.Student"); //對(duì)象實(shí)例化 Object obj = cls.getDeclaredConstructor().newInstance(); //根據(jù)方法名獲取并執(zhí)行方法 Method dinnerMethod = cls.getDeclaredMethod("dinner"); dinnerMethod.invoke(obj); //打?。撼酝聿停?/pre>通過上面的代碼我們看到,com.zimug.java.reflection.Student類名和dinner方法名是字符串。既然是字符串我們就可以通過配置文件,或數(shù)據(jù)庫、或什么其他的靈活配置方法來執(zhí)行這段程序了。這就是反射最基礎(chǔ)的使用方式。
三、類加載與反射關(guān)系
java的類加載機(jī)制還是挺復(fù)雜的,我們這里為了不混淆重點(diǎn),只為大家介紹和“反射”有關(guān)系的一部分內(nèi)容。
java執(zhí)行編譯的時(shí)候?qū)ava文件編譯成字節(jié)碼class文件,類加載器在類加載階段將class文件加載到內(nèi)存,并實(shí)例化一個(gè)java.lang.Class的對(duì)象。比如對(duì)于Student類在加載階段會(huì)有如下動(dòng)作:
在內(nèi)存(方法區(qū)或叫代碼區(qū))中實(shí)例化一個(gè)Class對(duì)象,注意是Class對(duì)象不是Student對(duì)象
一個(gè)Class類(字節(jié)碼文件)對(duì)應(yīng)一個(gè)Class對(duì)象,并且只有一個(gè)
該Class對(duì)象保存了Student類的基礎(chǔ)信息,比如這個(gè)Student類有幾個(gè)字段(Filed)?有幾個(gè)構(gòu)造方法(Constructor)?有幾個(gè)方法(Method)?有哪些注解(Annotation)?等信息
有了上面的關(guān)于Student類的基本信息對(duì)象(java.lang.Class對(duì)象),在運(yùn)行期就可以根據(jù)這些信息來實(shí)例化Student類的對(duì)象。
在運(yùn)行期你可以直接new一個(gè)Student對(duì)象
也可以使用反射的方法構(gòu)造一個(gè)Student對(duì)象
但是無論你new多少個(gè)Student對(duì)象,不論你反射構(gòu)建多少個(gè)Student對(duì)象,保存Student類信息的java.lang.Class對(duì)象都只有一個(gè)。下面的代碼可以證明。
Class cls = Class.forName("com.zimug.java.reflection.Student"); Class cls2 = new Student().getClass(); System.out.println(cls == cls2); //比較Class對(duì)象的地址,輸出結(jié)果是true
了解了上面的這些基礎(chǔ)信息,我們就可以更深入學(xué)習(xí)反射類相關(guān)的類和方法了:
java.lang.Class: 代表一個(gè)類
java.lang.reflect.Constructor: 代表類的構(gòu)造方法
java.lang.reflect.Method: 代表類的普通方法
java.lang.reflect.Field: 代表類的成員變量
Java.lang.reflect.Modifier: 修飾符,方法的修飾符,成員變量的修飾符。
java.lang.annotation.Annotation:在類、成員變量、構(gòu)造方法、普通方法上都可以加注解
Class.forName()
方法獲取Class對(duì)象
/** * Class.forName方法獲取Class對(duì)象,這也是反射中最常用的獲取對(duì)象的方法,因?yàn)樽址畟鲄⒃鰪?qiáng)了配置實(shí)現(xiàn)的靈活性 */ Class cls = Class.forName("com.zimug.java.reflection.Student");
類名.class
獲取Class對(duì)象
/** * `類名.class`的方式獲取Class對(duì)象 */ Class clz = User.class;
類對(duì)象.getClass()
方式獲取Class對(duì)象
/** * `類對(duì)象.getClass()`方式獲取Class對(duì)象 */ User user = new User(); Class clazz = user.getClass();
雖然有三種方法可以獲取某個(gè)類的Class對(duì)象,但是只有第一種可以被稱為“反射”。
Class cls = Class.forName("com.zimug.java.reflection.Student"); //獲取類的包名+類名 System.out.println(cls.getName()); //com.zimug.java.reflection.Student //獲取類的父類 Class cls = Class.forName("com.zimug.java.reflection.Student"); //這個(gè)類型是不是一個(gè)注解? System.out.println(cls.isAnnotation()); //false //這個(gè)類型是不是一個(gè)枚舉? System.out.println(cls.isEnum()); //false //這個(gè)類型是不是基礎(chǔ)數(shù)據(jù)類型? System.out.println(cls.isPrimitive()); //false
Class類對(duì)象信息中幾乎包括了所有的你想知道的關(guān)于這個(gè)類型定義的信息,更多的方法就不一一列舉了。還可以通過下面的方法
獲取Class類對(duì)象代表的類實(shí)現(xiàn)了哪些接口: getInterfaces()
獲取Class類對(duì)象代表的類使用了哪些注解: getAnnotations()
結(jié)合上文中的Student類的定義理解下面的代碼
Class cls = Class.forName("com.zimug.java.reflection.Student"); Field[] fields = cls.getFields(); for (Field field : fields) { System.out.println(field.getName()); //nickName } fields = cls.getDeclaredFields(); for (Field field : fields) { System.out.println(field.getName()); //nickName 換行 age }
getFields()
方法獲取類的非私有的成員變量,數(shù)組,包含從父類繼承的成員變量
getDeclaredFields
方法獲取所有的成員變量,數(shù)組,但是不包含從父類繼承而來的成員變量
getMethods() : 獲取Class對(duì)象代表的類的所有的非私有方法,數(shù)組,包含從父類繼承而來的方法
getDeclaredMethods() : 獲取Class對(duì)象代表的類定義的所有的方法,數(shù)組,但是不包含從父類繼承而來的方法
getMethod(methodName): 獲取Class對(duì)象代表的類的指定方法名的非私有方法
getDeclaredMethod(methodName): 獲取Class對(duì)象代表的類的指定方法名的方法
Class cls = Class.forName("com.zimug.java.reflection.Student"); Method[] methods = cls.getMethods(); System.out.println("Student對(duì)象的非私有方法"); for (Method m : methods) { System.out.print(m.getName() + ","); } System.out.println(" end"); Method[] allMethods = cls.getDeclaredMethods(); System.out.println("Student對(duì)象的所有方法"); for (Method m : allMethods) { System.out.print(m.getName() + ","); } System.out.println(" end"); Method dinnerMethod = cls.getMethod("dinner"); System.out.println("dinner方法的參數(shù)個(gè)數(shù)" + dinnerMethod.getParameterCount()); Method sleepMethod = cls.getDeclaredMethod("sleep",int.class); System.out.println("sleep方法的參數(shù)個(gè)數(shù)" + sleepMethod.getParameterCount()); System.out.println("sleep方法的參數(shù)對(duì)象數(shù)組" + Arrays.toString(sleepMethod.getParameters())); System.out.println("sleep方法的參數(shù)返回值類型" + sleepMethod.getReturnType());
上面代碼的執(zhí)行結(jié)果如下:
Student對(duì)象的非私有方法
dinner,wait,wait,wait,equals,toString,hashCode,getClass,notify,notifyAll, end
Student對(duì)象的所有方法
dinner,sleep, end
dinner方法的參數(shù)個(gè)數(shù)0
sleep方法的參數(shù)個(gè)數(shù)1
sleep方法的參數(shù)對(duì)象數(shù)組[int arg0]
sleep方法的參數(shù)返回值類型void
可以看到getMethods獲取的方法中包含Object父類中定義的方法,但是不包含本類中定義的私有方法sleep。另外我們還可以獲取方法的參數(shù)及返回值信息:
獲取參數(shù)相關(guān)的屬性:
獲取方法參數(shù)個(gè)數(shù):getParameterCount()
獲取方法參數(shù)數(shù)組對(duì)象:getParameters() ,返回值是java.lang.reflect.Parameter數(shù)組
獲取返回值相關(guān)的屬性
獲取方法返回值的數(shù)據(jù)類型:getReturnType()
實(shí)際在上文中已經(jīng)演示了方法的調(diào)用,如下invoke調(diào)用dinner方法
Method dinnerMethod = cls.getDeclaredMethod("dinner"); dinnerMethod.invoke(obj); //打?。撼酝聿?!
dinner方法是無參的,那么有參數(shù)的方法怎么調(diào)用?看看invoke方法定義,第一個(gè)參數(shù)是Method對(duì)象,無論后面Object... args
有多少參數(shù)就按照方法定義依次傳參就可以了。
public Object invoke(Object obj, Object... args)
//獲取Student類信息 Class cls = Class.forName("com.zimug.java.reflection.Student"); //對(duì)象實(shí)例化 Student student = (Student)cls.getDeclaredConstructor().newInstance(); //下面的這種方法是已經(jīng)Deprecated了,不建議使用。但是在比較舊的JDK版本中仍然是唯一的方式。 //Student student = (Student)cls.newInstance();
通過配置信息調(diào)用類的方法
結(jié)合注解實(shí)現(xiàn)特殊功能
按需加載jar包或class
將上文的hello world中的代碼封裝一下,你知道類名className和方法名methodName是不是就可以調(diào)用方法了?至于你將className和 methodName配置到文件,還是nacos,還是數(shù)據(jù)庫,自己決定吧!
public void invokeClassMethod(String className,String methodName) throws ClassNotFoundException, NoSuchMethodException, InvocationTargetException, InstantiationException, IllegalAccessException { //獲取類信息 Class cls = Class.forName(className); //對(duì)象實(shí)例化 Object obj = cls.getDeclaredConstructor().newInstance(); //根據(jù)方法名獲取并執(zhí)行方法 Method dinnerMethod = cls.getDeclaredMethod(methodName); dinnerMethod.invoke(obj); }
大家如果學(xué)習(xí)過mybatis plus都應(yīng)該學(xué)習(xí)過這樣的一個(gè)注解TableName,這個(gè)注解表示當(dāng)前的實(shí)體類Student對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)庫中的哪一張表。如下問代碼所示,Student所示該類對(duì)應(yīng)的是t_student這張表。
@TableName("t_student") public class Student { public String nickName; private Integer age; }
下面我們自定義TableName這個(gè)注解
@Target(ElementType.TYPE) //表示TableName可作用于類、接口或enum Class, 或interface @Retention(RetentionPolicy.RUNTIME) //表示運(yùn)行時(shí)由JVM加載 public @interface TableName { String value() ; //則使用@TableName注解的時(shí)候: @TableName(”t_student”); }
有了這個(gè)注解,我們就可以掃描某個(gè)路徑下的java文件,至于類注解的掃描我們就不用自己開發(fā)了,引入下面的maven坐標(biāo)就可以
<dependency> <groupId>org.reflections</groupId> <artifactId>reflections</artifactId> <version>0.9.10</version> </dependency>
看下面代碼:先掃描包,從包中獲取標(biāo)注了TableName注解的類,再對(duì)該類打印注解value信息
// 要掃描的包 String packageName = "com.zimug.java.reflection"; Reflections f = new Reflections(packageName); // 獲取掃描到的標(biāo)記注解的集合 Set<Class<?>> set = f.getTypesAnnotatedWith(TableName.class); for (Class<?> c : set) { // 循環(huán)獲取標(biāo)記的注解 TableName annotation = c.getAnnotation(TableName.class); // 打印注解中的內(nèi)容 System.out.println(c.getName() + "類,TableName注解value=" + annotation.value());
輸出結(jié)果是:
com.zimug.java.reflection.Student類,TableName注解value=t_student
有的朋友會(huì)問這有什么用?這有大用處了。有了類定義與數(shù)據(jù)庫表的對(duì)應(yīng)關(guān)系,你還能通過反射獲取類的成員變量,之后你是不是就可以根據(jù)表明t_student和字段名nickName,age構(gòu)建增刪改查的SQL了?全都構(gòu)建完畢,是不是就是一個(gè)基礎(chǔ)得Mybatis plus了?
反射和注解結(jié)合使用,可以演化出許許多多的應(yīng)用場景,特別是在框架代碼實(shí)現(xiàn)方面。等待你去發(fā)覺啊!
在某些場景下,我們可能不希望JVM的加載器一次性的把所有classpath下的jar包裝載到JVM虛擬機(jī)中,因?yàn)檫@樣會(huì)影響項(xiàng)目的啟動(dòng)和初始化效率,并且占用較多的內(nèi)存。我們希望按需加載,需要用到哪些jar,按照程序動(dòng)態(tài)運(yùn)行的需求取加載這些jar。
把jar包放在classpath外面,指定加載路徑,實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)加載。
//按路徑加載jar包 File file = new File("D:/com/zimug/commons-lang3.jar"); URL url = file.toURI().toURL(); //創(chuàng)建類加載器 ClassLoader classLoader = new URLClassLoader(new URL[]{url}); Class cls = classLoader.loadClass("org.apache.commons.lang3.StringUtils");
同樣的把.class文件放在一個(gè)路徑下,我們也是可以動(dòng)態(tài)加載到的
//java的.class文件所在路徑 File file = new File("D:/com/zimug"); URL url = file.toURI().toURL(); //創(chuàng)建類加載器 ClassLoader classLoader = new URLClassLoader(new URL[]{url}); //加載指定類,package全路徑 Class<?> cls = classLoader.loadClass("com.zimug.java.reflection.Student");
類的動(dòng)態(tài)加載能不能讓你想到些什么?是不是可以實(shí)現(xiàn)代碼修改,不需要重新啟動(dòng)web容器?對(duì)的,就是這個(gè)原理,因?yàn)橐粋€(gè)類的Class對(duì)象只有一個(gè),所以不管你重新加載多少次,都是使用最后一次加載的class對(duì)象(上文講過哦)。
優(yōu)點(diǎn):自由,使用靈活,不受類的訪問權(quán)限限制??梢愿鶕?jù)指定類名、方法名來實(shí)現(xiàn)方法調(diào)用,非常適合實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)的靈活配置。在框架開發(fā)方面也有非常廣泛的應(yīng)用,特別是結(jié)合注解的使用。
缺點(diǎn):
也正因?yàn)榉瓷洳皇茴惖脑L問權(quán)限限制,其安全性低,很大部分的java安全問題都是反射導(dǎo)致的。
相對(duì)于正常的對(duì)象的訪問調(diào)用,反射因?yàn)榇嬖陬惡头椒ǖ膶?shí)例化過程,性能也相對(duì)較低
破壞java類封裝性,類的信息隱藏性和邊界被破壞
到此,關(guān)于“java反射機(jī)制及常用應(yīng)用場景是什么”的學(xué)習(xí)就結(jié)束了,希望能夠解決大家的疑惑。理論與實(shí)踐的搭配能更好的幫助大家學(xué)習(xí),快去試試吧!若想繼續(xù)學(xué)習(xí)更多相關(guān)知識(shí),請(qǐng)繼續(xù)關(guān)注億速云網(wǎng)站,小編會(huì)繼續(xù)努力為大家?guī)砀鄬?shí)用的文章!
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