一、Java反射机制概述
1、反射概述
1) Reflection（反射）是被视为动态语言的关键，反射机制允许程序在执行期借助于Reflection API取得任何类的内部信息，并能直接操作任意对象的内部属性及方法。 l
2) 加载完类之后，在堆内存的方法区中就产生了一个Class类型的对象（一个类只有一个Class对象），这个对象就包含了完整的类的结构信息。我们可以通过这个对象看到类的结构。这个对象就像一面镜子，透过这个镜子看到类的结构，所以，我们形象的称之为：反射。
2、Java反射机制提供的功能
1) 在运行时判断任意一个对象所属的类
2) 在运行时构造任意一个类的对象
3) 在运行时判断任意一个类所具有的成员变量和方法
4) 在运行时获取泛型信息
5) 在运行时调用任意一个对象的成员变量和方法
6) 在运行时处理注解
7) 生成动态代理
3、反射相关的主要API
1) java.lang.Class:代表一个类 l
2) java.lang.reflect.Method:代表类的方法
3) java.lang.reflect.Field:代表类的成员变量
4) java.lang.reflect.Constructor:代表类的构造器
二、理解Class类并获取Class实例
1、Class类概述
对于每个类而言，JRE都为其保留一个不变的Class类型的对象。一个Class对象包含了特定某个结构(class/interface/enum/annotation/primitive type/void/[])的有关信息。
1) Class本身也是一个类
2) Class 对象只能由系统建立对象
3) 一个加载的类在JVM 中只会有一个Class实例
4) 一个Class对象对应的是一个加载到JVM中的一个.class文件
5) 每个类的实例都会记得自己是由哪个Class实例所生成
6) 通过Class可以完整地得到一个类中的所有被加载的结构Class类是Reflection的根源，针对任何你想动态加载、运行的类，唯有先获得相应的Class对象
2、获取Class类的实例(四种方法)
1）方式一：调用运行时类的属性：.class
前提：若已知具体的类，通过类的class属性获取，该方法最为安全可靠，程序性能最高
实例：Class clazz = String.class;
2）方式二：通过运行时类的对象,调用getClass()
前提：已知某个类的实例，调用该实例的getClass()方法获取Class对象
实例：Class clazz = (new Person()).getClass();
3）方式三：调用Class的静态方法：forName(String classPath)
前提：已知一个类的全类名，且该类在类路径下，可通过Class类的静态方法forName()获取，可能抛出ClassNotFoundException
实例：Class clazz = Class.forName(“java.lang.String”);
Class clazz1 = Class.forName(“com.atguigu.java.Person”);
4）方式四：使用类的加载器：ClassLoader(了解)
ClassLoader cl = this.getClass().getClassLoader();
Class clazz4 = cl.loadClass(“类的全类名”);
//方式一：调用运行时类的属性：.classClass clazz1 = Person.class;System.out.println(clazz1); //class com.atguigu.java.Person//方式二：通过运行时类的对象,调用getClass()Person p1 = new Person();Class clazz2 = p1.getClass();System.out.println(clazz2); //class com.atguigu.java.Person//方式三：调用Class的静态方法：forName(String classPath)Class clazz3 = Class.forName("com.atguigu.java.Person");//Class clazz3 = Class.forName("java.lang.String");System.out.println(clazz3); //class com.atguigu.java.PersonSystem.out.println(clazz1 == clazz2); //trueSystem.out.println(clazz1 == clazz3); //true
注意：Class的实例就对应着一个运行时类。加载到内存中的运行时类，会缓存一定的时间。在此时间之内，我们可以通过不同的方式来获取此运行时类
3、可以有Class对象的类型
（1）class：外部类，成员(成员内部类，静态内部类)，局部内部类，匿名内部类
（2）interface：接口
（3）[]：数组
（4）enum：枚举
（5）annotation：注解@interface
（6）primitive type：基本数据类型
（7）void
三、类的加载与ClassLoader的理解
1、类的加载过程（了解）
程序经过javac.exe命令以后，会生成一个或多个字节码文件(.class结尾)。接着我们使用java.exe命令对某个字节码文件进行解释运行。相当于将某个字节码文件加载到内存中。此过程就称为类的加载。加载到内存中的类，我们就称为运行时类，此运行时类，就作为Class的一个实例
2、使用ClassLoader加载配置文件
Properties pros = new Properties();//读取配置文件的方式一：//此时的文件默认在当前的module下。FileInputStream fis = new FileInputStream("jdbc.properties");FileInputStream fis1 = new FileInputStream("src\\jdbc1.properties");pros.load(fis);//读取配置文件的方式二：使用ClassLoader//配置文件默认识别为：当前module的src下ClassLoader classLoader = ClassLoaderTest.class.getClassLoader();InputStream is = classLoader.getResourceAsStream("jdbc1.properties");pros.load(is);String user = pros.getProperty("user");String password = pros.getProperty("password");
四、创建运行时类的对象
1、创建运行时类的对象的方法：调用Class对象的newInstance()方法
Class<Person> clazz = Person.class;Person obj = clazz.newInstance();System.out.println(obj); //Person{name='null', age=0}Class clazz = Person.class;Person obj = (Person)clazz.newInstance();
要 求：
1）类必须有一个无参数的构造器
2）类的构造器的访问权限需要足够，通常，设置为public
public Person() {System.out.println("Person()");}
2、在javabean中要求提供一个public的空参构造器。
原因：
1）便于通过反射，创建运行时类的对象
2）便于子类继承此运行时类时，默认调用super()时，保证父类有此构造器
3、体会反射的动态性：运行之后才确定调用的是哪个类
public void test2(){for(int i = 0;i < 100;i++){int num = new Random().nextInt(3);//0,1,2String classPath = "";switch(num){case 0:classPath = "java.util.Date";break;case 1:classPath = "java.lang.Object";break;case 2:classPath = "com.atguigu.java.Person";break;}try {Object obj = getInstance(classPath);System.out.println(obj);} catch (Exception e) {e.printStackTrace();}}}/*创建一个指定类的对象。classPath:指定类的全类名*/public Object getInstance(String classPath) throws Exception {Class clazz = Class.forName(classPath);return clazz.newInstance();}
五、获取运行时类的完整结构
1、获取属性及内部结构
Class clazz = Person.class;//getFields()：获取当前运行时类及其父类中声明为public访问权限的属性Field[] fields = clazz.getFields();for(Field f : fields){System.out.println(f);//public int com.atguigu.java1.Person.id//public double com.atguigu.java1.Creature.weight}System.out.println();//getDeclaredFields():获取当前运行时类中声明的所有属性。（不包含父类中声明的属性）Field[] declaredFields = clazz.getDeclaredFields();for(Field f : declaredFields){System.out.println(f);//private java.lang.String com.atguigu.java1.Person.name//int com.atguigu.java1.Person.age//public int com.atguigu.java1.Person.id}
//权限修饰符 数据类型 变量名（了解）Class clazz = Person.class;Field[] declaredFields = clazz.getDeclaredFields();for(Field f : declaredFields){//1.权限修饰符int modifier = f.getModifiers();System.out.print(Modifier.toString(modifier) + "\t"); //private、、public//2.数据类型Class type = f.getType();System.out.print(type.getName() + "\t"); //java.lang.String、int、int//3.变量名String fName = f.getName();System.out.print(fName); //name、age、idSystem.out.println();}
2、获取方法结构
Class clazz = Person.class;//getMethods():获取当前运行时类及其所有父类中声明为public权限的方法Method[] methods = clazz.getMethods();for(Method m : methods){System.out.println(m);}System.out.println();//getDeclaredMethods():获取当前运行时类中声明的所有方法。（不包含父类中声明的方法）Method[] declaredMethods = clazz.getDeclaredMethods();for(Method m : declaredMethods){System.out.println(m);}
3、获取方法的内部结构（了解）
// 权限修饰符 返回值类型 方法名(参数类型1 形参名1,...) throws XxxException{}Class clazz = Person.class;Method[] declaredMethods = clazz.getDeclaredMethods();for(Method m : declaredMethods){//1.获取方法声明的注解Annotation[] annos = m.getAnnotations();for(Annotation a : annos){System.out.println(a);}//2.权限修饰符System.out.print(Modifier.toString(m.getModifiers()) + "\t");//3.返回值类型System.out.print(m.getReturnType().getName() + "\t");//4.方法名System.out.print(m.getName());System.out.print("(");//5.形参列表Class[] parameterTypes = m.getParameterTypes();if(!(parameterTypes == null && parameterTypes.length == 0)){for(int i = 0;i < parameterTypes.length;i++){if(i == parameterTypes.length - 1){System.out.print(parameterTypes[i].getName() + " args_" + i);break;}System.out.print(parameterTypes[i].getName() + " args_" + i + ",");}}System.out.print(")");//6.抛出的异常Class[] exceptionTypes = m.getExceptionTypes();if(exceptionTypes.length > 0){System.out.print("throws ");for(int i = 0;i < exceptionTypes.length;i++){if(i == exceptionTypes.length - 1){System.out.print(exceptionTypes[i].getName());break;}System.out.print(exceptionTypes[i].getName() + ",");}}System.out.println();}
4、获取构造器结构
Class clazz = Person.class;// getConstructors():获取当前运行时类中声明为public的构造器Constructor[] constructors = clazz.getConstructors();for(Constructor c : constructors){System.out.println(c); //public com.atguigu.java1.Person()}System.out.println();// getDeclaredConstructors():获取当前运行时类中声明的所有的构造器Constructor[] declaredConstructors = clazz.getDeclaredConstructors();for(Constructor c : declaredConstructors){System.out.println(c);}
5、获取父类及父类的泛型
Class clazz = Person.class;Class superclass = clazz.getSuperclass();System.out.println(superclass); //class com.atguigu.java1.Creature// 获取运行时类的带泛型的父类Type genericSuperclass = clazz.getGenericSuperclass();System.out.println(genericSuperclass); //com.atguigu.java1.Creature<java.lang.String>// 获取运行时类的带泛型的父类的泛型Class clazz1 = Person.class;Type genericSuperclass = clazz1.getGenericSuperclass();ParameterizedType paramType = (ParameterizedType) genericSuperclass;// 获取泛型类型Type[] actualTypeArguments = paramType.getActualTypeArguments();System.out.println(actualTypeArguments[0].getTypeName()); //java.lang.StringSystem.out.println(((Class)actualTypeArguments[0]).getName()); //java.lang.String
6、获取运行时类的接口、所在包、注解等
Class clazz = Person.class;// 获取运行时类实现的接口Class[] interfaces = clazz.getInterfaces();for(Class c : interfaces){System.out.println(c);//interface java.lang.Comparable//interface com.atguigu.java1.MyInterface}System.out.println();// 获取运行时类的父类实现的接口Class[] interfaces1 = clazz.getSuperclass().getInterfaces();for(Class c : interfaces1){System.out.println(c);//interface java.io.Serializable}// 获取运行时类所在的包Package pack = clazz.getPackage();System.out.println(pack); //package com.atguigu.java1// 获取运行时类声明的注解Annotation[] annotations = clazz.getAnnotations();for(Annotation annos : annotations){System.out.println(annos); //@com.atguigu.java1.MyAnnotation(value=hi)}
六、调用运行时类的指定结构
1、调用指定属性
在反射机制中，可以直接通过Field类操作类中的属性，通过Field类提供的set()和get()方法就可以完成设置和取得属性内容的操作。
public Field getField(String name) ：返回此Class对象表示的类或接口的指定的public的Field。
public Field getDeclaredField(String name)：返回此Class对象表示的类或接口的指定的Field。
在Field中：
public Object get(Object obj)：取得指定对象obj上此Field的属性内容
public void set(Object obj,Object value)：设置指定对象obj上此Field的属性内容
// 创建运行时类的对象Class clazz = Person.class;Person p = (Person) clazz.newInstance();// 1.getDeclaredField(String fieldName):获取运行时类中指定变量名的属性Field name = clazz.getDeclaredField("name");// 2.保证当前属性是可访问的name.setAccessible(true);// 3.设置指定对象的此属性值name.set(p,"Tom");System.out.println(name.get(p)); //Tom
2、调用指定方法
通过反射，调用类中的方法，通过Method类完成。步骤：
1）通过Class类的getMethod(String name,Class…parameterTypes)方法取得一个Method对象，并设置此方法操作时所需要的参数类型。
2）之后使用Object invoke(Object obj, Object[] args)进行调用，并向方法中传递要设置的obj对象的参数信息。
Object invoke(Object obj, Object … args)
说明：
- Object 对应原方法的返回值，若原方法无返回值，此时返回null
- 若原方法若为静态方法，此时形参Object obj可为null
- 若原方法形参列表为空，则Object[] args为null
- 若原方法声明为private,则需要在调用此invoke()方法前，显式调用方法对象的setAccessible(true)方法，将可访问private的方法 ```java // 创建运行时类的对象 Class clazz = Person.class; Person p = (Person) clazz.newInstance();
/ 1.获取指定的某个方法 getDeclaredMethod():参数1：指明获取的方法的名称 参数2：指明获取的方法的形参列表 / Method show = clazz.getDeclaredMethod(“show”, String.class);
// 2.保证当前方法是可访问的 show.setAccessible(true); / 3.调用方法的invoke():参数1：方法的调用者 参数2：给方法形参赋值的实参 invoke()的返回值即为对应类中调用的方法的返回值。 / Object returnValue = show.invoke(p,”CHN”); //String nation = p.show(“CHN”); System.out.println(returnValue);
System.out.println(“*如何调用静态方法*“);
// private static void showDesc() Method showDesc = clazz.getDeclaredMethod(“showDesc”); showDesc.setAccessible(true);
// 如果调用的运行时类中的方法没有返回值，则此invoke()返回null // Object returnVal = showDesc.invoke(null); Object returnVal = showDesc.invoke(Person.class); System.out.println(returnVal); //null
<a name="ztiDb"></a>### 3、**调用指定构造器（了解）**```javaClass clazz = Person.class;//private Person(String name)//获取指定的构造器：getDeclaredConstructor():参数：指明构造器的参数列表Constructor constructor = clazz.getDeclaredConstructor(String.class);//2.保证此构造器是可访问的constructor.setAccessible(true);//3.调用此构造器创建运行时类的对象Person per = (Person) constructor.newInstance("Tom");System.out.println(per);
七、反射的应用：动态代理
1、动态代理概设
1）代理设计模式的原理
使用一个代理将对象包装起来, 然后用该代理对象取代原始对象。任何对原始对象的调用都要通过代理。代理对象决定是否以及何时将方法调用转到原始对象上。 l
2）静态代理
特征是代理类和目标对象的类都是在编译期间确定下来，不利于程序的扩展。同时，每一个代理类只能为一个接口服务，这样一来程序开发中必然产生过多的代理。最好可以通过一个代理类完成全部的代理功能。
//代理类class ProxyClothFactory implements ClothFactory{//用被代理类对象进行实例化private ClothFactory factory;public ProxyClothFactory(ClothFactory factory){this.factory = factory;}@Overridepublic void produceCloth() {System.out.println("代理工厂做一些准备工作");factory.produceCloth();System.out.println("代理工厂做一些后续的收尾工作");}}//被代理类（在编译期间确定下来，不具有动态性）class NikeClothFactory implements ClothFactory{@Overridepublic void produceCloth() {System.out.println("Nike工厂生产一批运动服");}}public class StaticProxyTest {public static void main(String[] args) {//创建被代理类的对象ClothFactory nike = new NikeClothFactory(); //多态的体现//创建代理类的对象ClothFactory proxyClothFactory = new ProxyClothFactory(nike);//调用被代理类的方法proxyClothFactory.produceCloth();}}
3）动态代理
是指客户通过代理类来调用其它对象的方法，并且是在程序运行时根据需要动态创建目标类的代理对象。动态代理使用场合: 调试、远程方法调用
4）动态代理相比于静态代理的优点
抽象角色中（接口）声明的所有方法都被转移到调用处理器一个集中的方法中处理，这样，我们可以更加灵活和统一的处理众多的方法。
2、Java动态代理相关API
3、动态代理的步骤
1）创建一个实现接口InvocationHandler的类，它必须实现invoke方法，以完成代理的具体操作。
2）创建被代理的类以及接口
4）通过Proxy的静态方法newProxyInstance(ClassLoader loader, Class[] interfaces,
InvocationHandler h) 创建一个接口代理
//调用此方法，返回一个代理类的对象。public static Object getProxyInstance(Object obj){//obj:被代理类的对象MyInvocationHandler handler = new MyInvocationHandler();handler.bind(obj);//创建代理类的对象Proxy.newProxyInstance(类的加载器、类的接口、调用被代理类里面的方法(handler是桥梁的作用))return Proxy.newProxyInstance(obj.getClass().getClassLoader(),obj.getClass().getInterfaces(),handler);}
5）通过代理类的对象，调用被代理类的方法
//声明接口interface Human{String getBelief();void eat(String food);}//1、被代理类实现接口class SuperMan implements Human{@Overridepublic String getBelief() {return "I believe I can fly!";}@Overridepublic void eat(String food) {System.out.println("我喜欢吃" + food);}}/*要想实现动态代理，需要解决的问题？问题一：如何根据加载到内存中的被代理类，动态的创建一个代理类及其对象。问题二：当通过代理类的对象调用方法a时，如何动态的去调用被代理类中的同名方法a。*///2、动态创建代理类的对象class ProxyFactory{//调用此方法，返回一个代理类的对象。解决问题一public static Object getProxyInstance(Object obj){//obj:被代理类的对象MyInvocationHandler handler = new MyInvocationHandler();handler.bind(obj);//创建代理类的对象：Proxy.newProxyInstance(类的加载器、类的接口、调用被代理类里面的方法(handler是桥梁的作用))return Proxy.newProxyInstance(obj.getClass().getClassLoader(),obj.getClass().getInterfaces(),handler);}}//3、动态的去调用被代理类中的同名方法class MyInvocationHandler implements InvocationHandler{private Object obj;//需要使用被代理类的对象进行赋值public void bind(Object obj){this.obj = obj;}//当我们通过代理类的对象，调用方法a时，就会自动的调用如下的方法：invoke()//将被代理类要执行的方法a的功能就声明在invoke()中@Overridepublic Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args) throws Throwable {//method:即为代理类对象调用的方法，此方法也就作为了被代理类对象要调用的方法//obj:被代理类的对象Object returnValue = method.invoke(obj,args);//上述方法的返回值就作为当前类中的invoke()的返回值。return returnValue;}}//测试public class ProxyTest {public static void main(String[] args) {//1、创建被代理类对象SuperMan superMan = new SuperMan();//2、proxyInstance:创建代理类的对象Human proxyInstance = (Human) ProxyFactory.getProxyInstance(superMan);//3、当通过代理类对象调用方法时，会自动的调用被代理类中同名的方法System.out.println(proxyInstance.getBelief());proxyInstance.eat("四川麻辣烫");System.out.println("*****************************");//1、创建被代理类对象（动态创建被代理类的对象，体现反射机制）NikeClothFactory nikeClothFactory = new NikeClothFactory();//2、创建代理类对象ClothFactory proxyClothFactory = (ClothFactory) ProxyFactory.getProxyInstance(nikeClothFactory);//3、通过代理类的对象，调用被代理类的方法proxyClothFactory.produceCloth();}}输出：I believe I can fly!我喜欢吃四川麻辣烫*****************************Nike工厂生产一批运动服
4、动态代理与AOP
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