編寫高質量代碼:改善Java程序的151個建議(第7章:泛型和反射___建議101~109)

我命由我不禁天 --哪吒

建議101：注意Class類的特殊性

建議102：適時選擇getDeclaredXXX和getXXX

建議103：反射訪問屬性或方法時Accessible設置爲true

建議104：使用forName動態加載類文件

建議105：動態加載不適合數組

建議106：動態代理可使代理模式更加靈活

建議107：使用反射增長修飾模式的普適性

建議108：反射讓模板方法模式更強大

建議109：不須要太多關注反射效率

建議101：注意Class類的特殊性

Java語言是先把Java源文件編譯成後綴爲class的字節碼文件，而後經過classLoader機制把這些類加載到內存中。最後生成實例執行。

class類是Java的反射入口，只有在得到一個類的描述對象後才能動態的加載、調用，通常得到class對象的三種方法：

一、類屬性加載：如String.class

二、對象的getClass方法：如new String.getClass()

三、forName方法加載：如Class.forName("java.lang.String")

得到class對象以後，就能夠經過getAnnotation()得到註解，經過getMethods()得到方法，經過getConstructors()得到構造函數等。

建議102：適時選擇getDeclaredXXX和getXXX

getMethod方法得到的是全部public訪問級別的方法，包括從父類繼承的方法。

getDeclaredMethod得到的是自身類的方法，包括公用的(public)方法、私有(private)方法，並且不受限於訪問權限。

建議103：反射訪問屬性或方法時Accessible設置爲true

Java中經過反射執行一個方法：獲取一個方法對象，而後根據isAccessible返回值肯定是否可以執行，若是返回false，則調用setAccessible(true)，而後再調用invoke執行方法：

 

Method method= ...;
//檢查是否能夠訪問
if(!method.isAccessible()){
     method.setAccessible(true);
}
//執行方法
method.invoke(obj, args);

經過反射方法執行方法時，必須在invoke以前檢查Accessible屬性。

建議104：使用forName動態加載類文件

動態加載是指程序運行時加載須要的類庫文件，對Java程序來講，雷哥類文件在啓動時或首次初始化時會被加載到內存中，而反射則能夠在運行時再決定是否須要加載。

動態加載的意義在於：加載一個類表示要初始化該類的static變量，特別是static代碼塊，在這裏能夠作大量的工做，好比註冊，初始化環境等等。

對於動態加載最經典的應用就是數據庫驅動程序的加載片斷，代碼以下：

//加載驅動
Class.forName("com.mysql..jdbc.Driver");
String url="jdbc:mysql://localhost:3306/db?user=&password=";
Connection conn =DriverManager.getConnection(url);
Statement stmt =conn.createStatement();

當程序動態加載該驅動時，也就是執行到Class.forName("com.mysql..jdbc.Driver")時，Driver類會被加載到內存中，因而static代碼塊開始執行，也就是把本身註冊到DriverManager中。

forName只是把一個類加載到內存中，並不保證由此產生一個實例對象，也不會執行任何方法，之因此會初始化static代碼，那是由類加載機制所決定的，而不是forName方法決定的。也就是說，若是沒有static屬性或static代碼塊，forName就是加載類，沒有任何的執行行爲。

總而言之，forName只是把一個類加載到內存中，而後初始化static代碼。

建議105：動態加載不適合數組

建議106：動態代理可使代理模式更加靈活

Java的反射框架提供了動態代理（Dynamic Proxy）機制，容許在運行期對目標類生成代理，避免重複開發。咱們知道一個靜態代理是經過主題角色（Proxy）和具體主題角色（Real Subject）共同實現主題角色（Subkect）的邏輯的，只是代理角色把相關的執行邏輯委託給了具體角色而已，一個簡單的靜態代理以下所示：

interface Subject {
    // 定義一個方法
    public void request();
}

// 具體主題角色
class RealSubject implements Subject {
    // 實現方法
    @Override
    public void request() {
        // 實現具體業務邏輯
    }

}

class Proxy implements Subject {
    // 要代理那個實現類
    private Subject subject = null;

    // 默認被代理者
    public Proxy() {
        subject = new RealSubject();
    }

    // 經過構造函數傳遞被代理者
    public Proxy(Subject _subject) {
        subject = _subject;
    }

    @Override
    public void request() {
        before();
        subject.request();
        after();
    }

    // 預處理
    private void after() {
        // doSomething
    }

    // 善後處理
    private void before() {
        // doSomething
    }
}

這是一個簡單的靜態代理。Java還提供了java.lang.reflect.Proxy用於實現動態代理：只要提供一個抽象主題角色和具體主題角色，就能夠動態實現其邏輯的，其實例代碼以下：

interface Subject {
    // 定義一個方法
    public void request();
}

// 具體主題角色
class RealSubject implements Subject {
    // 實現方法
    @Override
    public void request() {
        // 實現具體業務邏輯
    }

}

class SubjectHandler implements InvocationHandler {
    // 被代理的對象
    private Subject subject;

    public SubjectHandler(Subject _subject) {
        subject = _subject;
    }

    @Override
    public Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args)
            throws Throwable {
        // 預處理
        System.out.println("預處理...");
        //直接調用被代理的方法
        Object obj = method.invoke(subject, args);
        // 後處理
        System.out.println("後處理...");
        return obj;
    }
}

注意這裏沒有代理主題角色，取而代之的是SubjectHandler做爲主要的邏輯委託處理，其中invoke方法是接口InvocationHandler定義必須實現的，它完成了對真實方法的調用。

經過InvocationHandler接口的實現類來實現，全部的方法都是有該Handler進行處理的，即全部被代理的方法都是由InvocationHandler接管實際的處理任務。

代碼以下：

public static void main(String[] args) {
    //具體主題角色，也就是被代理類
    Subject subject = new RealSubject();
    //代理實例的處理Handler
    InvocationHandler handler =new SubjectHandler(subject);
    //當前加載器
    ClassLoader cl = subject.getClass().getClassLoader();
    //動態代理
    Subject proxy = (Subject) Proxy.newProxyInstance(cl,subject.getClass().getInterfaces(),handler);
    //執行具體主題角色方法
    proxy.request();
}

此時實現了不用顯示建立代理類即實現代理的功能，例如能夠在被代理的角色執行前進行權限判斷，或者執行後進行數據校驗。

動態代理很容易實現通用的代理類，只要在InvocationHandler的invoke方法中讀取持久化的數據便可實現，並且還能實現動態切入的效果。

建議107：使用反射增長修飾模式的普適性

裝飾模式（Decorator Pattern）的定義是「動態的給一個對象添加一些額外的職責。就增長功能來講，裝飾模式相比於生成子類更加靈活「，不過，使用Java的動態代理也能夠實現修飾模式的效果，並且其靈活性、適應性會更強。

咱們以卡通片《貓和老鼠》(Tom and Jerry)爲例，看看如何包裝小Jerry讓它更強大。首先定義Jerry的類：老鼠（Rat類），代碼以下：　

interface Animal{
    public void doStuff();
}

class Rat implements Animal{
    @Override
    public void doStuff() {
        System.out.println("Jerry will play with Tom ......");
    }
}

接下來，咱們要給Jerry增長一些能力，好比飛行，鑽地等能力，固然使用繼承也很容易實現，但咱們這裏只是臨時的爲Rat類增長這些能力，使用裝飾模式更符合此處的場景，首先定義裝飾類，代碼以下：

//定義某種能力
interface Feature{
    //加載特性
    public void load();
}
//飛行能力
class FlyFeature implements Feature{

    @Override
    public void load() {
        System.out.println("增長一對翅膀...");
    }
}
//鑽地能力
class DigFeature implements Feature{
    @Override
    public void load() {
        System.out.println("增長鑽地能力...");
    }   
}

此處定義了兩種能力：一種是飛行，另外一種是鑽地，咱們若是把這兩種屬性賦予到Jerry身上，那就須要一個包裝動做類了，代碼以下：　

class DecorateAnimal implements Animal {
    // 被包裝的動物
    private Animal animal;
    // 使用哪個包裝器
    private Class<? extends Feature> clz;

    public DecorateAnimal(Animal _animal, Class<? extends Feature> _clz) {
        animal = _animal;
        clz = _clz;
    }

    @Override
    public void doStuff() {
        InvocationHandler handler = new InvocationHandler() {
            // 具體包裝行爲
            @Override
            public Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args)
                    throws Throwable {
                Object obj = null;
                if (Modifier.isPublic(method.getModifiers())) {
                    obj = method.invoke(clz.newInstance(), args);
                }
                animal.doStuff();
                return obj;
            }
        };
        //當前加載器
        ClassLoader cl = getClass().getClassLoader();
        //動態代理，又handler決定如何包裝
        Feature proxy = (Feature) Proxy.newProxyInstance(cl, clz.getInterfaces(), handler);
        proxy.load();
    }
}

注意看doStuff方法，一個修飾類型必然是抽象構建（Component）的子類型，它必須實現doStuff方法，此處的doStuff方法委託了動態代理執行，而且在動態代理的控制器Handler中還設置了決定修飾方式和行爲的條件（即代碼中InvocationHandler匿名類中的if判斷語句），固然，此處也能夠經過讀取持久化數據的方式進行判斷，這樣就更加靈活了。

編寫客戶端進行調用了，代碼以下：　

public static void main(String[] args) {
    //定義Jerry這隻老鼠
    Animal jerry = new Rat();
    //爲Jerry增長飛行能力
    jerry = new DecorateAnimal(jerry, FlyFeature.class);
    //jerry增長挖掘能力
    jerry = new DecorateAnimal(jerry, DigFeature.class);
    //Jerry開始戲弄毛了
    jerry.doStuff();
}

此類代碼只是一個比較通用的裝飾模式，只須要定義被裝飾的類及裝飾類便可，裝飾行爲由動態代理實現，實現了對裝飾類和被裝飾類的徹底解耦，提供了系統的擴展性。

建議109：不須要太多關注反射效率

反射的效率相對於正常的代碼執行確實低不少，但它是一個很是有效的運行期工具類，只要代碼結構清晰、可讀性好那就先開發出來，等到進行性能測試時有問題再優化。

最基本的編碼規則："Don't  Repeat Yourself"

 

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