Java反射

時間 2019-11-13

標籤 java 反射欄目 Java 简体版

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0.Java內存模型

首先咱們瞭解一下JVM，什麼是JVM，就是Java的虛擬機。這個JVM的最大特色就是可使你的程序移植到其餘平臺上也能夠運行使用，你能夠簡單的理解成一個進程，程序，只不過他的做用是用來跑你的代碼的。上圖是java的內存模型，咱們主要關注的是方法區，Java堆和Java棧。接下來說講JVM的運行過程：java

假如你寫了一段代碼：Object obj=new Object();數據結構

而後把他運行起來！（真正的代碼不止這一段，這裏只是舉個例子）jvm

首先JVM會啓動，你的代碼會編譯成一個xxx.class文件，而後被類加載器加載進jvm的內存中，而後類Object加載到方法區中，建立了Object類的class對象到堆中，可是請注意這個對象不是new出來的對象，而是類的類型對象，每一個類只有一個class對象，做爲方法區類的數據結構的接口。jvm建立對象前，會先檢查類是否加載，尋找類對應的class對象，若加載好，則爲你的對象分配內存，以後就初始化，也就是執行代碼:new Object()。this

在jvm內存模型中有個叫類裝載子系統，接下來說講這個系統中的類加載器吧！spa

1.類加載器

A.類的加載
當程序要使用某個類時，若是該類還未被加載到內存中，則系統會經過加載，鏈接(驗證，準備，解析)，初始化三步來實現對這個類進行初始化。對象

a 加載
         就是指將編譯後的class文件讀入內存，併爲之建立一個Class對象。
         任何類被使用時系統都會創建一個Class對象
b 鏈接
       驗證：是否有正確的內部結構，並和其餘類協調一致
       準備：負責爲類的靜態成員分配內存，並設置默認初始化值
       解析：將類的二進制數據中的符號引用替換爲直接引用（在方法中的賦值或者四則運算直接替換成最終值，好比a=1替換爲1）
c 初始化
         簡單而言就是new 對象，初始化成員變量等等
     注：簡單的說就是：把.class文件加載到內存裏，並把這個.class文件封裝成一個Class類型的對象。
B.類的加載時機
在如下的狀況，會把這個類加載進來
     a. 建立類的實例
     b. 類的靜態變量，或者爲靜態變量賦值
     c. 使用到類的靜態方法
     d. 使用反射方式來強制建立某個類或接口對應的java.lang.Class對象
     e. 初始化某個類的子類
     f. 直接使用java.exe命令來運行某個主類

C: 類加載器的種類（3種）
     a. Bootstrap ClassLoader 根類加載器
         也被稱爲引導類加載器，負責Java核心類的加載
         好比System,String等。在JDK中JRE的lib目錄下rt.jar文件中繼承

     b. Extension ClassLoader 擴展類加載器
       負責JRE的擴展目錄中jar包的加載。
       在JDK中JRE的lib目錄下ext目錄接口

c. System ClassLoader 系統類加載器
負責在JVM啓動時加載來自java命令的class文件，以及classpath環境變量所指定的jar包和類路徑。遊戲

2.反射

A. 反射定義
     a. JAVA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。進程

     b.反射技術
       條件：運行狀態
       已知：一個類或一個對象(根本是已知.class文件)
       結果：獲得這個類或對象的全部方法和屬性

注: 要想解剖一個類,必須先要獲取到該類的字節碼文件對象。而解剖使用的就是Class類中的方法.因此先要獲取到每個字節碼文件對應的Class類型的對象。

B. Class類
     a. Class類及Class對象的瞭解
       要想解剖一個類，必須先了解Class對象。
       閱讀API的Class類得知，Class 沒有公共構造方法。Class 對象是在加載類時由 Java 虛擬機以及經過調用類加載器中的 defineClass 方法自動構造的。
     b. 獲得Class對象
       1. 有三個方法（假設事先寫好了一個類Person）
           方式一: 經過Object類中的getClass()方法
               Person person = new Person();
               Class c1 = person.getClass();
           方式二: 經過類名.class 獲取到字節碼文件對象（任意數據類型都具有一個class靜態屬性,看上去要比第一種方式簡單）。
               Class c2 = Person.class;
           方式三: 經過Class類中的方法（將類名做爲字符串傳遞給Class類中的靜態方法forName便可）。
               Class c3 = Class.forName("Person");//注意引號內是類的全路徑或者配置文件
           注：第三種和前兩種的區別是：
                   前兩種你必須明確Person類型.
                   後面是指定這種類型的字符串就行.這種擴展更強.我不須要知道你的類.我只提供字符串,按照配置文件加載就能夠了。另外要注意，獲得class對象的操做中可能會有Exception，在main方法中throws Exception出來就能夠了。

獲取一個類的class文件對象的代碼部分：

package cn.example.demo1;
/*
* 獲取一個類的class文件對象的三種方式
* 1. 對象獲取
* 2. 類名獲取
* 3. Class類的靜態方法獲取
*/
public class ReflectDemo {
   public static void main(String[] args)throws ClassNotFoundException {
       //1. 對象獲取
       Person p = new Person();
       //調用Person類的父類的方法 getClass
       Class c = p.getClass();
       System.out.println(c);

       //2. 類名獲取
   //每一個類型,包括基本和引用,都會賦予這個類型一個靜態的屬性,屬性名字class
       Class c1 = Person.class;
       System.out.println(c1);

       //3. Class類的靜態方法獲取 forName(字符串的類名)包名.類名
       Class c2 = Class.forName("cn.example.demo1.Person");
       System.out.println(c2);
   }
}

下面是Person類的代碼

package cn.example.demo1;
public class Person {
   public String name;
   private int age;

   /*static{
       System.out.println("靜態代碼塊");
   }*/

   public Person(){
   }

   public Person(String name,int age){
       this.name = name;
       this.age = age;
   }

   private Person(int age,String name){
       this.name = name;
       this.age = age;
   }

   public void eat(){
       System.out.println("人吃飯");
   }

   public void sleep(String s, int a,double d){
       System.out.println("人在睡覺"+s+"....."+a+"....."+d);
   }
   private void playGame(){
       System.out.println("人在打遊戲");
   }

   public String toString() {
       return "Person [name=" + name + ", age=" + age + "]";
   }

   public String getName() {
       return name;
   }

   public void setName(String name) {
       this.name = name;
   }

   public int getAge() {
       return age;
   }

   public void setAge(int age) {
       this.age = age;
   }

}

1.反射構造方法

在反射機制中，把類中的成員（構造方法、成員方法、成員變量）都封裝成了對應的類進行表示。其中，構造方法使用類Constructor表示。可經過Class類中提供的方法獲取構造方法：

返回一個構造方法

public Constructor<T> getConstructor(Class<?>... parameterTypes)

獲取public修飾, 指定參數類型所對應的構造方法

public Constructor<T> getDeclaredConstructor(Class<?>... parameterTypes)

獲取指定參數類型所對應的構造方法(包含私有的)

返回多個構造方法

public Constructor<?>[] getConstructors()

獲取全部的public 修飾的構造方法

public Constructor<?>[] getDeclaredConstructors()

獲取全部的構造方法(包含私有的)

獲取構造方法的代碼部分：

package cn.example.demo1;

import java.lang.reflect.Constructor;

/*
* 經過反射獲取class文件中的構造方法,運行構造方法
* 運行構造方法,建立對象
* 獲取class文件對象
* 從class文件對象中,獲取須要的成員
*
* Constructor 描述構造方法對象類
*/
public class ReflectDemo1 {
   public static void main(String[] args) throws Exception {

       Class c = Class.forName("cn.example.demo1.Person");
       //使用class文件對象,獲取類中的構造方法
       // Constructor[] getConstructors() 獲取class文件對象中的全部公共的構造方法
       /*Constructor[] cons = c.getConstructors();
       for(Constructor con : cons){
           System.out.println(con);
       }*/
       //獲取指定的構造方法,空參數的構造方法
       Constructor con = c.getConstructor();
       //運行空參數構造方法,Constructor類方法 newInstance()運行獲取到的構造方法
       Object obj = con.newInstance();
       System.out.println(obj.toString());
   }
}

3.反射成員變量

在反射機制中，把類中的成員變量使用類Field表示。可經過Class類中提供的方法獲取成員變量：

返回一個成員變量

public Field getField(String name)

獲取指定的 public修飾的變量

public Field getDeclaredField(String name)

獲取指定的任意變量

返回多個成員變量

public Field[] getFields()

獲取全部public 修飾的變量

public Field[] getDeclaredFields()

獲取全部的變量 (包含私有)

獲取成員變量的代碼部分：

package cn.example.demo1;

import java.lang.reflect.Field;

/*
* 反射獲取成員變量,並修改值
* Person類中的成員String name
*/
public class ReflectDemo5 {
   public static void main(String[] args) throws Exception{
       Class c = Class.forName("cn.itcast.demo1.Person");
       Object obj = c.newInstance();
       //獲取成員變量 Class類的方法 getFields() class文件中的全部公共的成員變量
       //返回值是Field[] Field類描述成員變量對象的類
       /*Field[] fields = c.getFields();
       for(Field f : fields){
           System.out.println(f);
       }*/

       //獲取指定的成員變量 String name
       //Class類的方法 Field getField(傳遞字符串類型的變量名) 獲取指定的成員變量
       Field field = c.getField("name");

       //Field類的方法 void set(Object obj, Object value) ,修改爲員變量的值
       //Object obj 必須有對象的支持, Object value 修改後的值
       field.set(obj,"王五");
       System.out.println(obj);

   }
}

4.反射成員方法

在反射機制中，把類中的成員方法使用類Method表示。可經過Class類中提供的方法獲取成員方法：

返回獲取一個方法：

public Method getMethod(String name, Class<?>... parameterTypes)

獲取public 修飾的方法

public Method getDeclaredMethod(String name, Class<?>... parameterTypes)

獲取任意的方法，包含私有的

參數1: name 要查找的方法名稱；參數2： parameterTypes 該方法的參數類型

返回獲取多個方法：

public Method[] getMethods()

獲取本類與父類中全部public 修飾的方法

public Method[] getDeclaredMethods()

獲取本類中全部的方法(包含私有的)

獲取成員方法的代碼演示：

package cn.example.demo1;

import java.lang.reflect.Method;

/*
* 反射獲取成員方法並運行
* public void eat(){}
*/
public class ReflectDemo6 {
   public static void main(String[] args) throws Exception{
       Class c = Class.forName("cn.itcast.demo1.Person");
       Object obj = c.newInstance();
       //獲取class對象中的成員方法
       // Method[] getMethods()獲取的是class文件中的全部公共成員方法,包括繼承的
       // Method類是描述成員方法的對象
       /*Method[] methods = c.getMethods();
       for(Method m : methods){
           System.out.println(m);
       }*/

       //獲取指定的方法eat運行
       // Method getMethod(String methodName,Class...c)
       // methodName獲取的方法名 c 方法的參數列表
       Method method = c.getMethod("eat");
       //使用Method類中的方法,運行獲取到的方法eat
       //Object invoke(Object obj, Object...o)
       method.invoke(obj);
   }
}

5.反射配置文件運行類中的方法

經過反射配置文件，運行配置文件中指定類的對應方法

讀取Peoperties.txt文件中的數據，經過反射技術，來完成Person對象的建立

Peoperties.txt文件內容：

#className=cn.example.demo3.Student
#methodName=study
className=cn.example.demo3.Person
methodName=eat
#className=cn.example.demo3.Worker
#methodName=job

反射配置文件運行類中的方法代碼部分：

package cn.example.demo3;

import java.io.FileReader;
import java.lang.reflect.Method;
import java.util.Properties;

/* * 調用Person方法,調用Student方法,調用Worker方法 * 類不清楚,方法也不清楚 * 經過配置文件實現此功能 * 運行的類名和方法名字,以鍵值對的形式,寫在文本中 * 運行哪一個類,讀取配置文件便可 * 實現步驟: * 1. 準備配置文件,鍵值對 * 2. IO流讀取配置文件 Reader * 3. 文件中的鍵值對存儲到集合中 Properties * 集合保存的鍵值對,就是類名和方法名 * 4. 反射獲取指定類的class文件對象 * 5. class文件對象,獲取指定的方法 * 6. 運行方法 */ public class Test { public static void main(String[] args) throws Exception{ //IO流讀取配置文件 FileReader r = new FileReader("config.properties"); //建立集合對象 Properties pro = new Properties(); //調用集合方法load,傳遞流對象 pro.load(r); r.close(); //經過鍵獲取值 String className = pro.getProperty("className"); String methodName = pro.getProperty("methodName"); //反射獲取指定類的class文件對象 Class c = Class.forName(className); Object obj = c.newInstance(); //獲取指定的方法名 Method method = c.getMethod(methodName); method.invoke(obj); } }