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Java反射機制

發(fā)布時間：2020-08-02 00:02:10 來源：網(wǎng)絡 閱讀：350 作者：CACZJZ 欄目：開發(fā)技術(shù)

寫在前面：
什么是java反射機制？我們又為什么要學它？
當程序運行時，允許改變程序結(jié)構(gòu)或變量類型，這種語言稱為動態(tài)語言。我們認為java并不是動態(tài)語言，但是它卻有一個非常突出的動態(tài)相關(guān)機制，俗稱：反射。
IT行業(yè)里這么說，沒有反射也就沒有框架，現(xiàn)有的框架都是以反射為基礎(chǔ)。在實際項目開發(fā)中，用的最多的是框架，填的最多的是類，反射這一概念就是將框架和類揉在一起的調(diào)和劑。所以，反射才是接觸項目開發(fā)的敲門磚！

一、Class類
什么是Class類？
在面向?qū)ο蟮氖澜缋?，萬事萬物皆是對象。而在java語言中，static修飾的東西不是對象，但是它屬于類。普通的數(shù)據(jù)類型不是對象，例如：int a = 5;它不是面向?qū)ο?，但是它有其包裝類 Integer 或者分裝類來彌補了它。除了以上兩種不是面向?qū)ο?，其余的包括類也有它的面向?qū)ο螅愂莏ava.lang.Class的實例化對象（注意Class是大寫）。也就是說：
Class A{}
當我創(chuàng)建了A類，那么類A本身就是一個對象，誰的對象？java.lang.Class的實例對象。
那么這個對象又該怎么表示呢？
我們先看一下下面這段代碼：

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public class Demo(){
F f=new F();
}
class F{}

這里的F的實例化對象就可以用f表達出來。同理F類也是一個實例化對象，Class類的實例化對象。我們可以理解為任何一個類都是Class類的實例化對象，這種實例化對象有三種表示方法：

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public class Demo(){
F f=new F();
//第一種表達方式
Class c1=F.class;//這種表達方式同時也告訴了我們?nèi)魏我粋€類都有一個隱含的靜態(tài)成員變量class
//第二種表達方式
Class c2=f.getClass();//這種表達方式在已知了該類的對象的情況下通過getClass方法獲取
//第三種表達方式
Class c3 = null;
try {
c3 = Class.forName("com.text.F");//類的全稱
} catch (ClassNotFoundException e) {
e.printStackTrace();
}
}
class F{}

以上三種表達方式，c1,c2,c3都表示了F類的類類型，也就是官方解釋的Class Type。
那么問題來了：

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System.out.println(c1 == c2)?  or  System.out.println(c1 == c3)?

答案是肯定的，返回值為ture。這表明不論c1 or c2 or c3都代表了F類的類類型，也就是說一個類只可能是Class類的一個實例對象。
理解了Class的概念，我們也可以通過類的類類型創(chuàng)建該類的對象實例，用c1 or c2 or c3的newInstance()方法：

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Public class Demo1{
try {
Foo foo = (Foo)c1.newInstance();//foo就表示F類的實例化對象
foo.print();
} catch (InstantiationException e) {
e.printStackTrace();
} catch (IllegalAccessException e) {
e.printStackTrace();
}}
class F{
void print(){
}
}

這里需要注意的是，c1是F類的類類型，創(chuàng)建出來的就是F類的對象。如果a是A類的類類型，那么創(chuàng)建出來的對象也應該與之對應，屬于A類的對象。

二、方法的反射
Class類有一個最簡單的方法，getName()：

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public class Demo2 {
public static void main(String[] args) {
Class c1 = int.class;//int 的類類型
Class c2 = String.class;//String類的類類型
Class c3 = void.class;
System.out.println(c1.getName());
System.out.println(c2.getName());
System.out.println(c2.getSimpleName());
System.out.println(c3.getName());
}
}

本的數(shù)據(jù)類型以及void關(guān)鍵字都是存在類類型的。

案例：

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public class ClassUtil {
public static void printClassMethodMessage(Object obj){
//要獲取類的信息》》首先我們要獲取類的類類型
Class c = obj.getClass();
//我們知道Object類是一切類的父類，所以我們傳遞的是哪個子類的對象，c就是該子類的類類型。
//接下來我們要獲取類的名稱
System.out.println("類的名稱是:"+c.getName());
/*
*我們知道，萬事萬物都是對象，方法也是對象，是誰的對象呢？
* 在java里面，方法是Method類的對象
*一個成員方法就是一個Method的對象，那么Method就封裝了對這個成員
*方法的操作
*/
//如果我們要獲得所有的方法，可以用getMethods()方法，這個方法獲取的是所有的Public的函數(shù)，包括父類繼承而來的。如果我們要獲取所有該類自己聲明的方法，就可以用getDeclaredMethods()方法，這個方法是不問訪問權(quán)限的。
Method[] ms = c.getMethods();//c.getDeclaredMethods()
//接下來我們拿到這些方法之后干什么？我們就可以獲取這些方法的信息，比如方法的名字。
//首先我們要循環(huán)遍歷這些方法
for(int i = 0; i < ms.length;i++){
//然后可以得到方法的返回值類型的類類型
Class returnType = ms[i].getReturnType();
//得到方法的返回值類型的名字
System.out.print(returnType.getName()+" ");
//得到方法的名稱
System.out.print(ms[i].getName()+"(");
//獲取參數(shù)類型--->得到的是參數(shù)列表的類型的類類型
Class[] paramTypes = ms[i].getParameterTypes();
for (Class class1 : paramTypes) {
System.out.print(class1.getName()+",");
}
System.out.println(")");
}
}
}

總結(jié)思路：
通過方法的反射得到該類的名稱步驟：
1.獲取該類的類類型
2.通過類類型獲取類的方法（getMethods()）
3.循環(huán)遍歷所獲取到的方法
4.通過這些方法的getReturnType()得到返回值類型的類類型，又通過該類類型得到返回值類型的名字
5.getName()得到方法的名稱，getParameterTypes()獲取這個方法里面的參數(shù)類型的類類型。

三、成員變量的反射
首先我們需要認識到成員變量也是對象，是java.lang.reflect.Field類的對象，那么也就是說Field類封裝了關(guān)于成員變量的操作。既然它封裝了成員變量，我們又該如何獲取這些成員變量呢？它有這么一個方法：

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public class ClassUtil {
public static void printFieldMessage(Object obj){
Class c = obj.getClass();
//Field[] fs = c.getFields();
}

這里的getFields()方法獲取的所有的public的成員變量的信息。和方法的反射那里public的成員變量，也有一個獲取所有自己聲明的成員變量的信息：
Field[] fs = c.getDeclaredFields();

我們得到它之后，可以進行遍歷（既然封裝了Field的信息，那么我們就可以得到Field類型）

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for (Field field : fs) {
//得到成員變量的類型的類類型
Class fieldType = field.getType();
String typeName = fieldType.getName();
//得到成員變量的名稱
String fieldName = field.getName();
System.out.println(typeName+" "+fieldName);
}

四、構(gòu)造函數(shù)的反射
不論是方法的反射、成員變量的反射、構(gòu)造函數(shù)的反射，我們只需要知道：要想獲取類的信息，首先得獲取類的類類型。

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public static void printConMessage(Object obj){
Class c = obj.getClass();
/*
* 首先構(gòu)造函數(shù)也是對象，是java.lang.Constructor類的對象
* 也就是java.lang. Constructor中封裝了構(gòu)造函數(shù)的信息
* 和前面說到的一樣，它也有兩個方法：
* getConstructors()方法獲取所有的public的構(gòu)造函數(shù)
* getDeclaredConstructors()方法得到所有的自己聲明的構(gòu)造函數(shù)
*/
//Constructor[] cs = c.getConstructors();
Constructor[] cs = c.getDeclaredConstructors();
for (Constructor constructor : cs) {
//我們知道構(gòu)造方法是沒有返回值類型的，但是我們可以：
System.out.print(constructor.getName()+"(");
//獲取構(gòu)造函數(shù)的參數(shù)列表》》得到的是參數(shù)列表的類類型
Class[] paramTypes = constructor.getParameterTypes();
for (Class class1 : paramTypes) {
System.out.print(class1.getName()+",");
}
System.out.println(")");
}
}

五、Class類的動態(tài)加載類
如何動態(tài)加載一個類呢？
首先我們需要區(qū)分什么是動態(tài)加載？什么是靜態(tài)加載？我們普遍認為編譯時刻加載的類是靜態(tài)加載類，運行時刻加載的類是動態(tài)加載類。我們舉一個例子：

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Class A{
Public static void main(String[] args){
if("B".equal(args[0])){
B b=new B();
b.start();
}
if("C".equal(args[0])){
C c=new C();
C.start();
}
}
}

上面這一段代碼，當我們在用eclipse或者myeclipse的時候我們并不關(guān)心是否能夠通過編譯，當我們直接在cmd使用javac訪問A.java類的時候，就會拋出問題:

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A.java：7：錯誤：找不到符號
B b=new B();
符號:  類B
位置： 類A
A.java：7：錯誤：找不到符號
B b=new B();
符號:  類B
位置： 類A
A.java：12：錯誤：找不到符號
C c=new C();
符號:  類C
位置： 類A
A.java：12：錯誤：找不到符號
C c=new C();
符號:  類C
位置： 類A
4個錯誤

或許我們理所當然的認為這樣應該是錯，類B根本就不存在。但是如果我們多思考一下，就會發(fā)現(xiàn)B一定用嗎？不一定。C一定用嗎？也不一定。那么好，現(xiàn)在我們就讓B類存在

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Class B{
Public static void start(){
System.out.print("B...satrt");
}
}

現(xiàn)在我們就先 javac B.class,讓B類先開始編譯。然后在運行javac A.class。結(jié)果是：

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A.java：12：錯誤：找不到符號
C c=new C();
符號:  類C
位置： 類A
A.java：12：錯誤：找不到符號
C c=new C();
符號:  類C
位置： 類A
2個錯誤

我們再想，這個程序有什么問題。如果你說沒有什么問題？C類本來就不存在?。∧敲磫栴}來了B類已經(jīng)存在了，假設我現(xiàn)在就想用B，我們這個程序用得了嗎？答案是肯定的，用不了。那用不了的原因是什么？因為我們這個程序是做的類的靜態(tài)加載，也就是說new創(chuàng)建對象是靜態(tài)加載類，在編譯時刻就需要加載所有的，可能使用到的類。所以不管你用不用這個類。
現(xiàn)在B類是存在的，但是我們這個程序仍然用不了，因為會一直報C類有問題，所以B類我也用不了。那么在實際應用當中，我們肯定需要如果B類存在，B類我就能用，當用C類的時候，你再告訴我錯了。如果說將來你有100個類，只要其中一個類出現(xiàn)問題，其它99個類你都用不了。所以這并不是我們想要的。
我們想要的就是我用那個類就加載那個類，也就是常說的運行時刻加載，動態(tài)加載類。如何實現(xiàn)動態(tài)加載類呢？我們可以建這么一個類：

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Class All{
Public static void start(){
try{
Class cl= Class.forName(args[0]);
//通過類類型，創(chuàng)建該類的對象
cl.newInstance();
}catch(Exception e){
e.printStackTrace();
}
}
}

前面我們在分析Class實例化對象的方式的時候，Class.forName(“類的全稱”)，它不僅僅表示了類的類類型，還表示了動態(tài)加載類。當我們javac All.java的時候，它不會報任何錯誤，也就是說在編譯的時候是沒有錯誤的。只有當我們具體用某個類的時候，那個類不存在，它才會報錯。
如果加載的類是B類，就需要：

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B bt = (B) cl.newInstance();

萬一加載的是C類呢，可以改成

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C ct = (C) cl.newInstance();

但是如果我想用很多的類或者加載很多的類，該怎么辦？我們可以統(tǒng)一一個標準，不論C類還是B類或者其他的類，比如定義一個標準

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Stand s = (Stand) cl.newInstance();

只要B類和C類都是這個標準的就行了。

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Class All{
Public static void start(){
try{
Class cl= Class.forName(args[0]);
//通過類類型，創(chuàng)建該類的對象
Stand s = (Stand) cl.newInstance();
s.start();
}catch(Exception e){
e.printStackTrace();
}
}
}
interface Stand {
Public void start();
}

現(xiàn)在如果我想要用B類，我們只需要：

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Class B implements Stand{
Public void start(){
System.out.print("B...satrt");
}
}

加載B類,編譯運行。

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javac B.java
javac Stand.java
java Stand B

結(jié)果：

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B...satrt

如果以后想用某一個類，不需要重新編譯，只需要實現(xiàn)這個標準的接口即可。只需要動態(tài)的加載新的東西就行了。
這就是動態(tài)加載類。


向AI問一下細節(jié)

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