Java程序員都須要懂的「反射」

時間 2020-02-18

標籤 java 程序員須要懂的反射欄目 Java 简体版

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前言

只有光頭才能變強。html

文本已收錄至個人GitHub精選文章，歡迎Star：github.com/ZhongFuChen…java

今天來簡單寫一下Java的反射。原本沒打算寫反射這個知識點的，只是很多的讀者都問過我：「你的知識點好像缺了反射阿。能不能補一下？」mysql

這週末也有點空了，因此來寫寫我對反射的簡單理解。這篇是入門文章，沒有高深的知識點，但願能對新人有幫助。若是文章有錯的地方，麻煩在評論區友善評論指出~git

Java經常使用和重要的知識點我都寫過（如今已有200+篇技術原創），若是想看的同窗，不妨關注個人GitHub，便可獲取個人全部原創文章。程序員

1、序言

在學習Java基礎的時候，通常都會學過反射。我在初學反射的時候，並不能理解反射是用來幹嗎的。學了一些API發現：「明明我本身能直接new一個對象，爲何它要繞一個圈子，先拿到Class對象，再調用Class對象的方法來建立對象呢，這不是多餘嗎？」github

相信不少人在初學反射的時候也都會有這個想法（我就不相信就只有我一我的這麼蠢！！）sql

並且在搜索相關資料的時候，通常也僅僅是講解反射的一系列API，始終是不瞭解反射到底是有什麼用，這篇文章來告訴你吧。以爲不錯，給我點個讚唄數據庫

2、引出Class對象

首先咱們來看一段代碼：app

public class Demo {
    // 自建了一個Student類
    class Student{
    }
    public static void main(String[] args) {
        // 將Object 強轉成Student類
        Object o = new Object();
        Student s = (Student) o;
    }
}
複製代碼

咱們在IDE編寫這一段代碼的時候，不會出現任何的錯誤。可是等咱們執行的時候，咱們會知道這確定強轉失敗了。框架

那麼「Java」（實質上JVM）是怎麼知道咱們寫的強轉有沒有問題的呢？能夠依賴Class對象來協助判斷。

若是看過我寫JVM的那篇文章的同窗應該都知道一個對象的加載過程，若是沒看過的同窗能夠再去看看，順便在這裏給你們複習一下：

一個.java的文件通過javac命令編譯成功後，獲得一個.class的文件
當咱們執行了初始化操做(有多是new、有多是子類初始化父類也一同被初始化、也有多是反射...等)，會將.class文件經過類加載器裝載到jvm中
將.class文件加載器加載到jvm中，又分了好幾個步驟，其中包括 加載、鏈接和初始化
其中在加載的時候，會在Java堆中建立一個java.lang.Class類的對象，這個Class對象表明着類相關的信息。

既然說，Class對象表明着類相關的信息，那說明只要類有什麼東西，在Class對象我都能找獲得。咱們打開IDE看看裏邊的方法：

因而咱們能夠經過Class對象來判斷對象的真正類型。

3、反射介紹

其實反射就是圍繞着Class對象和java.lang.reflect類庫來學習，就是各類的API

好比上面截圖的Method/Field/Constructor這些都是在java.lang.reflect類庫下，正是由於這些類庫的學習並不難，因此我才一直沒寫反射的文章。

我並非說這些API我都能記住，只是這些API教程在網上有很是很是多，也足夠通俗易懂了。在入門的時候，其實掌握如下幾種也差很少了：

知道獲取Class對象的幾種途徑
經過Class對象建立出對象，獲取出構造器，成員變量，方法
經過反射的API修改爲員變量的值，調用方法

/*
	下面是我初學反射時作的筆記，應該能夠幫到你們，代碼我就不貼了。（Java3y你值得關注）
*/
想要使用反射，我先要獲得class文件對象，其實也就是獲得Class類的對象
Class類主要API：
        成員變量  - Field
        成員方法  - Constructor
        構造方法  - Method
獲取class文件對象的方式：
        1：Object類的getClass()方法
        2：數據類型的靜態屬性class
        3：Class類中的靜態方法：public static Class ForName(String className)
--------------------------------  
獲取成員變量並使用
        1: 獲取Class對象
        2：經過Class對象獲取Constructor對象
        3：Object obj = Constructor.newInstance()建立對象
        4：Field field = Class.getField("指定變量名")獲取單個成員變量對象
        5：field.set(obj,"") 爲obj對象的field字段賦值
若是須要訪問私有或者默認修飾的成員變量
        1:Class.getDeclaredField()獲取該成員變量對象
        2:setAccessible() 暴力訪問  
---------------------------------          
經過反射調用成員方法
        1：獲取Class對象
        2：經過Class對象獲取Constructor對象
        3：Constructor.newInstance()建立對象
        4：經過Class對象獲取Method對象  ------getMethod("方法名");
        5: Method對象調用invoke方法實現功能
若是調用的是私有方法那麼須要暴力訪問
        1: getDeclaredMethod()
        2: setAccessiable();          
複製代碼

相信我，去搜索引擎看一會，你就學會了。反射的API並不難學，通常人學不懂反射由於不知道反射究竟能幹什麼，下面我來說講個人講解。

4、爲何須要反射

在初學Java的時候其實我我的認爲仍是比較難理解爲何須要反射的，由於沒有必定的代碼量下，很難理解爲何我要繞一個圈子去搞反射這一套。

我如今認爲用反射主要有兩個緣由：

提升程序的靈活性
屏蔽掉實現的細節，讓使用者更加方便好用

我一直在文章中都在強調，學某一項技術以前，必定要理解爲何要學這項技術，因此個人文章通常會花比較長的幅度上講爲何。

下面我來舉幾個例子來幫助你們理解

4.1 案例一（JDBC）

相信你們都寫過jdbc的代碼，我貼一小段，你們回顧一下：

Class.forName("com.mysql.jdbc.Driver");

//獲取與數據庫鏈接的對象-Connetcion
connection = DriverManager.getConnection("jdbc:mysql://localhost:3306/java3y", "root", "root");

//獲取執行sql語句的statement對象
statement = connection.createStatement();

//執行sql語句,拿到結果集
resultSet = statement.executeQuery("SELECT * FROM users");
複製代碼

後來爲何要變成下面這種形式呢？

//獲取配置文件的讀入流
InputStream inputStream = UtilsDemo.class.getClassLoader().getResourceAsStream("db.properties");

Properties properties = new Properties();
properties.load(inputStream);

//獲取配置文件的信息
driver = properties.getProperty("driver");
url = properties.getProperty("url");
username = properties.getProperty("username");
password = properties.getProperty("password");

//加載驅動類
Class.forName(driver);
複製代碼

理由很簡單，人們不想修改代碼。只要存在有變更的地方，我寫在配置裏邊，不香嗎？但凡是有一天，個人username，password，url甚至是數據庫都改了，我都可以經過修改配置的方式去實現。

不須要動我絲毫的代碼，改下配置就完事了，這就能提供程序的靈活性。

有人可能會問：「那仍是要改啊，我改代碼也很快啊，你改配置不也是要改嗎」。

其實不同的，我舉個例子：

三歪寫了一個JDBC組件，把各類配置都寫死在代碼上，好比上面的driver/username/數據庫鏈接數等等。如今三歪不幹了，要跑路了。
敖丙來接手三歪的代碼，敖丙剛開始接手項目，公司說要換數據庫。敖丙給領導說：這玩意，我改改配置就行了，幾分鐘完事。
敖丙找了半天都沒找到配置的地方，因爲三歪寫的代碼又臭又爛，找了半天才找到入口和對應的位置。

改代碼的風險要比改配置大，即使不知道代碼的實現都能經過改配置來完成要作的事。

這種就能經過可配的，其內部極可能就是經過反射來作的。

這裏只是說可能，但不全是。有的可配的參數可能就僅僅只是配置，跟反射無關。但上面jdbc的例子，就是經過反射來加載驅動的。

4.2 案例二（SpringMVC）

相信你們學SpringMVC以前都學過Servlet的吧，若是沒學過，建議看個人文章再複復習。

我當時學MVC框架的時候給我帶來印象最深的是什麼，原本須要各類getParameter()，如今只要經過約定好JavaBean的字段名，就能把值填充進去了。

仍是上代碼吧，這是咱們當時學Servlet的現狀：

//經過html的name屬性，獲取到值
String username = request.getParameter("username");
String password = request.getParameter("password");
String gender = request.getParameter("gender");

//複選框和下拉框有多個值，獲取到多個值
String[] hobbies = request.getParameterValues("hobbies");
String[] address = request.getParameterValues("address");

//獲取到文本域的值
String description = request.getParameter("textarea");

//獲得隱藏域的值
String hiddenValue = request.getParameter("aaa");
複製代碼

咱們學到SpringMVC的時候是怎麼樣的：

@RequestMapping(value = "/save")
@ResponseBody
public String taskSave(PushConfig pushConfig) {
     // 直接使用 
	   String name= pushConfig.getName();
}
複製代碼

爲何SpringMVC能作到？其實就是經過反射來作的。

相信你也有過的經歷：

若是你的JavaBean的屬性名跟傳遞過來的參數名不一致，那就「自動組裝」失敗了。由於反射只能根據參數名去找字段名，若是不一致，那確定set不進去了。因此就組裝失敗了呀~

若是在使用框架的時候，爲何咱們每每寫上JavaBean，保持字段名與參數名相同，就能「自動」獲得對應的值呢。這就是反射的好處。

屏蔽掉實現的細節，讓使用者更加方便好用

5、咱們寫反射的代碼多嗎？

大部分程序員都是寫業務代碼的，大部分程序員都是維護老系統的，其實要咱們本身寫反射的代碼的時候，真的很少。

從上面也看出，何時會寫反射？寫咱們本身組件/框架的時候。若是想找個地練手一下反射，我以爲自定義註解是一個不錯的選擇。

由於如今用註解的地方不少，主要是夠清晰簡單（不再用對着一堆的XML文件了，哈哈哈哈~）。

我初學的時候寫過一段，能夠簡單參考一下，思路都差很少的哈。下面是使用的效果（使用自定義註解給不一樣的接口增長權限）

@permission("添加分類")
/*添加分類*/ void addCategory(Category category);

/*查找分類*/
void findCategory(String id);

@permission("查找分類")
/*查看分類*/ List<Category> getAllCategory();
複製代碼

返回一個代理的Service對象來處理自定義註解：

public class ServiceDaoFactory {

    private static final ServiceDaoFactory factory = new ServiceDaoFactory();

    private ServiceDaoFactory() {
    }

    public static ServiceDaoFactory getInstance() {
        return factory;
    }


    //須要判斷該用戶是否有權限
    public <T> T createDao(String className, Class<T> clazz, final User user) {

        System.out.println("添加分類進來了！");

        try {
            //獲得該類的類型
            final T t = (T) Class.forName(className).newInstance();
            //返回一個動態代理對象出去
            return (T) Proxy.newProxyInstance(ServiceDaoFactory.class.getClassLoader(), t.getClass().getInterfaces(), new InvocationHandler() {

                @Override
                public Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args) throws NoSuchMethodException, InvocationTargetException, IllegalAccessException, PrivilegeException {
                    //判斷用戶調用的是什麼方法
                    String methodName = method.getName();
                    System.out.println(methodName);

                    //獲得用戶調用的真實方法，注意參數！！！
                    Method method1 = t.getClass().getMethod(methodName,method.getParameterTypes());

                    //查看方法上有沒有註解
                    permission permis = method1.getAnnotation(permission.class);

                    //若是註解爲空，那麼表示該方法並不須要權限，直接調用方法便可
                    if (permis == null) {
                        return method.invoke(t, args);
                    }

                    //若是註解不爲空，獲得註解上的權限
                    String privilege = permis.value();

                    //設置權限【後面經過它來判斷用戶的權限有沒有本身】
                    Privilege p = new Privilege();
                    p.setName(privilege);

                    //到這裏的時候，已是須要權限了，那麼判斷用戶是否登錄了
                    if (user == null) {

                        //這裏拋出的異常是代理對象拋出的，sun公司會自動轉換成運行期異常拋出，因而在Servlet上咱們根據getCause()來判斷是否是該異常，從而作出相對應的提示。
                        throw new PrivilegeException("對不起請先登錄");
                    }

                    //執行到這裏用戶已經登錄了，判斷用戶有沒有權限
                    Method m = t.getClass().getMethod("findUserPrivilege", String.class);
                    List<Privilege> list = (List<Privilege>) m.invoke(t, user.getId());

                    //看下權限集合中有沒有包含方法須要的權限。使用contains方法，在Privilege對象中須要重寫hashCode和equals()
                    if (!list.contains(p)) {
                        //這裏拋出的異常是代理對象拋出的，sun公司會自動轉換成運行期異常拋出，因而在Servlet上咱們根據getCause()來判斷是否是該異常，從而作出相對應的提示。
                        throw new PrivilegeException("您沒有權限，請聯繫管理員！");
                    }

                    //執行到這裏的時候，已經有權限了，因此能夠放行了
                    return method.invoke(t, args);
                }
            });

        } catch (Exception e) {
            new RuntimeException(e);
        }
        return null;
    }
}
複製代碼