08.Java反射問題

時間 2019-11-09

標籤 08.java java 反射問題欄目 Java 简体版

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目錄介紹

8.0.0.1 反射的原理是什麼？有哪些途徑獲取到Class對象，Class類的含義和做用是什麼？什麼是class類？
8.0.0.2 有哪些方式能夠提升反射效率？爲什麼反射消耗性能？到底是怎麼影響的，舉例說明？
8.0.0.3 java反射機制提供了什麼功能？發射具備暴力訪問權限，如何防止反射序列化攻擊單例？
8.0.0.4 經過反射得到泛型的實際類型參數？反射獲取構造方法，變量，方法的方法是哪些？
8.0.0.5 getGenericParameterTypes 與 getParameterTypes區別？
8.0.0.6 反射有什麼做用和應用？反射和註解相比，爲什麼反射消耗性能，有什麼優缺點？

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8.0.0.1 反射的原理是什麼？有哪些途徑獲取到Class對象，Class類的含義和做用是什麼？什麼是class類？

反射的原理是什麼？
- 反射是爲了可以動態的加載一個類，動態的調用一個方法，動態的訪問一個屬性等動態要求而設計的。它的出發點就在於JVM會爲每一個類建立一個java.lang.Class類的實例，經過該對象能夠獲取這個類的信息，而後經過使用java.lang.reflect包下得API以達到各類動態需求。
- 反射機制是在運行狀態中，對於任意一個類，都可以知道這個類的全部屬性和方法；對於任意一個對象，都可以調用它的任意一個方法和屬性，這種動態獲取的信息以及動態調用對象的方法的功能稱爲java語言的反射機制。
有哪些途徑獲取到Class對象，Class類的含義和做用是什麼？
- 每個Class類的對象就表明了一種被加載進入JVM的類，它表明了該類的一種信息映射。開發者能夠經過3種途徑獲取到Class對象。
- 技術博客大總結
- 第一種方式：Class的forName()方法的返回值就是Class類型，也就是動態導入類的Class對象的引用。
- public static Class<?> forName(String className) throws ClassNotFoundException
- 第二種方式：每一個類都會有一個名稱爲Class的靜態屬性，經過它也是能夠獲取到Class對象的，示例代碼以下：
```
Class<Student> clazz = Student.class;   // 訪問Student類的class屬性
複製代碼
```
- 第三種方式：Object類中有一個名爲getClass的成員方法，它返回的是對象的運行時類的Class對象。由於Object類是全部類的父類，因此，全部的對象均可以使用該方法獲得它運行時類的Class對象，示例代碼以下：
```
Student stu = new Student();
Class<Student> clazz = stu.getClass();   // 調用Student對象的getName方法
複製代碼
```
什麼是class類？
- .class文件:是由一個.java文件經過編譯過程生成的.class文件。Class對象:當Java虛擬機加載一個.class文件到內存時，都會生成一個對應的Class對象，注意的是這個Class對象有且只有一個存在於內存當中。

8.0.0.2 有哪些方式能夠提升反射效率？爲什麼反射消耗性能？到底是怎麼影響的，舉例說明？

有哪些方式能夠提升反射效率？

善用API：好比，儘可能不要getMethods()後再遍歷篩選，而直接用getMethod(methodName)來根據方法名獲取方法。
技術博客大總結
適當使用緩存：好比，須要屢次動態建立一個類的實例的時候，有緩存的寫法會比沒有緩存要快不少:

// 1. 沒有緩存
void createInstance(String className){
    return Class.forName(className).newInstance();
}

// 2. 緩存forName的結果
void createInstance(String className){
    cachedClass = cache.get(className);
    if (cachedClass == null){
        cachedClass = Class.forName(className);
        cache.set(className, cachedClass);
    }
    return cachedClass.newInstance();
}
複製代碼

爲什麼反射消耗性能？

8.0.0.3 java反射機制提供了什麼功能？發射具備暴力訪問權限，如何避免反射攻擊？

java反射機制提供了什麼功能？
- 在運行時可以判斷任意一個對象所屬的類
- 在運行時構造任意一個類的對象
- 在運行時判斷任意一個類所具備的成員變量和方法
- 在運行時調用任一對象的方法技術博客大總結
- 在運行時建立新類對象
發射具備暴力訪問權限，如何避免反射攻擊？

如何防止反射序列化攻擊單例

枚舉單例

public enum Singleton {
    INSTANCE {
        @Override
        protected void read() {
            System.out.println("read");
        }
        @Override
        protected void write() {
            System.out.println("write");
        }
    };
    protected abstract void read();
    protected abstract void write();
}
複製代碼

class文件：

public abstract class Singleton extends Enum{
    private Singleton(String s, int i){
        super(s, i);
    }

    protected abstract void read();
    protected abstract void write();
    public static Singleton[] values(){
        Singleton asingleton[];
        int i;
        Singleton asingleton1[];
        System.arraycopy(asingleton = ENUM$VALUES, 0, asingleton1 = new Singleton[i = asingleton.length], 0, i);
        return asingleton1;
    }

    public static Singleton valueOf(String s) {
        return (Singleton)Enum.valueOf(singleton/Singleton, s);
    }

    Singleton(String s, int i, Singleton singleton){
        this(s, i);
    }

    public static final Singleton INSTANCE;
    private static final Singleton ENUM$VALUES[];

    static {
        INSTANCE = new Singleton("INSTANCE", 0){

            protected void read(){
                System.out.println("read");
            }

            protected void write(){
                System.out.println("write");
            }

        };
        ENUM$VALUES = (new Singleton[] {
            INSTANCE
        });
    }
}
複製代碼

類的修飾abstract，因此無法實例化，反射也無能爲力。關於線程安全的保證，實際上是經過類加載機制來保證的，咱們看看INSTANCE的實例化時機，是在static塊中，JVM加載類的過程顯然是線程安全的。對於防止反序列化生成新實例的問題還不是很明白，通常的方法咱們會在該類中添加上以下方法，不過枚舉中也沒有顯示的寫明該方法。技術博客大總結

//readResolve to prevent another instance of Singleton
private Object readResolve(){
    return INSTANCE;
}
複製代碼

8.0.0.4 經過反射得到泛型的實際類型參數？反射獲取構造方法，變量，方法的方法是哪些？

經過反射得到泛型的實際類型參數

把泛型變量當成方法的參數，利用Method類的getGenericParameterTypes方法來獲取泛型的實際類型參數

例子：

public class GenericTest {

    public static void main(String[] args) throws Exception {
        getParamType();
    }
    
     /*利用反射獲取方法參數的實際參數類型*/
    public static void getParamType() throws NoSuchMethodException{
        Method method = GenericTest.class.getMethod("applyMap",Map.class);
        //獲取方法的泛型參數的類型
        Type[] types = method.getGenericParameterTypes();
        System.out.println(types[0]);
        //參數化的類型
        ParameterizedType pType  = (ParameterizedType)types[0];
        //原始類型
        System.out.println(pType.getRawType());
        //實際類型參數
        System.out.println(pType.getActualTypeArguments()[0]);
        System.out.println(pType.getActualTypeArguments()[1]);
    }

    /*供測試參數類型的方法*/
    public static void applyMap(Map<Integer,String> map){

    }

}
複製代碼

輸出結果：

java.util.Map<java.lang.Integer, java.lang.String>
interface java.util.Map
class java.lang.Integer
class java.lang.String
複製代碼

反射獲取構造方法，變量，方法的方法是哪些？技術博客大總結
- 在反射包中，咱們經常使用的類主要有Constructor類表示的是Class 對象所表示的類的構造方法，利用它能夠在運行時動態建立對象、Field表示Class對象所表示的類的成員變量，經過它能夠在運行時動態修改爲員變量的屬性值(包含private)、Method表示Class對象所表示的類的成員方法，經過它能夠動態調用對象的方法(包含private)。

8.0.0.5 getGenericParameterTypes 與 getParameterTypes區別？

getGenericParameterTypes 與 getParameterTypes區別？
- getGenericParameterTypes 與 getParameterTypes 都是獲取構成函數的參數類型
- 前者返回的是Type類型，後者返回的是Class類型，因爲Type頂級接口，Class也實現了該接口，所以Class類是Type的子類，Type 表示的所有類型而每一個Class對象表示一個具體類型的實例，如String.class僅表明String類型。由此看來Type與 Class 表示類型幾乎是相同的，只不過Type表示的範圍比Class要廣得多而已。固然Type還有其餘子類，如：
  - TypeVariable：表示類型參數，能夠有上界，好比：T extends Number
  - ParameterizedType：表示參數化的類型，有原始類型和具體的類型參數，好比：List
  - WildcardType：表示通配符類型，好比：?, ? extends Number, ? super Integer

8.0.0.6 反射有什麼做用和應用？反射和註解相比，爲什麼反射消耗性能，有什麼優缺點？

反射有什麼做用和應用？
- 含義：在運行狀態中，對於任意一個類都能知道它的全部屬性和方法，對於任何一個對象都可以調用它的任何一個方法和屬性。
- 功能：動態性，體如今：在運行時判斷任意一個類所具備的屬性和方法；在運行時判斷任意一個對象所屬的類；在運行時構造任意一個類的對象；在運行時調用任意一個對象的方法；生成動態代理
爲什麼反射消耗性能
- 技術博客大總結
有什麼優缺點
- 優勢
  - 動態編譯：運行時肯定類型，綁定對象。動態編譯最大限度的發揮了java的靈活性，體現了多態的應用，有利於下降類之間的耦合性。
  - 反射機制的優勢就是能夠實現動態建立對象和編譯，體現出很大的靈活性，特別是在開發中。它的靈活性就表現的十分明顯。好比，一個大型的軟件，不可能一次就把把它設計的很完美，當這個程序編譯後，發佈了，當發現須要更新某些功能時，咱們不可能要用戶把之前的卸載，再從新安裝新的版本，假如這樣的話，這個軟件確定是沒有多少人用的。採用靜態的話，須要把整個程序從新編譯一次才能夠實現功能的更新，而採用反射機制的話，它就能夠不用卸載，只須要在運行時才動態的建立和編譯，就能夠實現該功能。