【反射2】——Java基础（韩顺平讲解）
Class类：
Class类的介绍：
1、Class也是类，因此也继承Object类
2、Class类对象不是new出来的，而是系统创建的（通过类加载器创建的）
3、对于某一个类的Class类对象，在内存中只有一份，因为类只加载一次！（同一个类的类加载只有一次！）
4、每个类的实例都会记得自己是由哪个Class实例所生成
5、通过Class对象可以完整地得到一个类的完整结构，通过一系列API
6、Class对象是存放在堆的
7、类的字节码二进制数据，是放在方法区的，有的地方称为类的元数据(包括 方法代码，变量名，方法名，访问权限等)
package com.reflection.class_;
import com.reflection.Cat;
public class Class01 {
public static void main(String[] args) throws Exception {
//2、Class类对象不是new出来的，而是系统创建的
//(1) 传统方式
/* ClassLoader类
* public Class loadClass(String name) throws ClassNotFoundException {
return loadClass(name, false);
}
* */
//Cat cat = new Cat();
//(2) 反射方式,刚才Cat cat = new Cat();未注释时,不会加载到ClassLoader类的loadClass,因为在内存中同一个类的类加载只有一次！
/* ClassLoader类
* public Class loadClass(String name) throws ClassNotFoundException {
return loadClass(name, false);
}
* */
Class<?> aClass = Class.forName("com.reflection.Cat");
//3、对于某一个类的Class类对象，在内存中只有一份，因为类只加载一次！
Class<?> bClass = Class.forName("com.reflection.Cat");
System.out.println(aClass.hashCode()); //hashCode：356573597
System.out.println(bClass.hashCode()); //hashCode：356573597
Class<?> cClass = Class.forName("com.reflection.Dog");
System.out.println(cClass.hashCode());//hashCode：1735600054
}
}
Class类的常用方法：
| 方法名 | 功能说明 |
|---|---|
| static Class forName(String name) | 返回指定类名name 的 Class 对象 |
| Object newInstance() | 调用缺省构造函数，返回该class对象的一个实例 |
| getName() | 返回此Class对象所表示的实体名称 |
| Class[] getInterfaces() | 获取当前Class对象的接口 |
| ClassLoader getClassLoader() | 返回该类的类加载器 |
| Class getSuperclass() | 返回表示此Class所表示的实体的超类的Class |
| Constructor[] getConstructors() | 返回一个包含某些Constructor对象的数组 |
| Field[] getDeclaredFields() | 返回Field对象的一个数组 |
| Method getMethod(String name,Class … paramTypes) | 返回一个Method对象，次对象的形参类型为paramType |
| Field[] getFields() | 返回Field对象的一个数组 |
| Field getField(String name) | 返回属性名称为 name 的 Field对象 |
常用方法的代码示例：
package com.reflection.class_;
import com.reflection.Car;
import java.lang.reflect.Field;
public class Class02 {
public static void main(String[] args) throws Exception {
String classpath = "com.reflection.Car";
//1、返回指定类名 classpath 的 Class 对象
// 表示不确定的java类型
Class<?> aClass = Class.forName(classpath);
System.out.println(aClass);//aClass是哪个类的Class对象：com.reflection.Car
System.out.println(aClass.getClass());//aClass 的运行类型：java.lang.Class
//2、获取包名
System.out.println(aClass.getPackage().getName());
//3、获取全类名
System.out.println(aClass.getName());
//4、创建实例对象
Car car = (Car) aClass.newInstance();
System.out.println(car);
//5、通过反射获取属性
Field brand = aClass.getField("brand");
System.out.println(brand.get(car));
//6、通过反射给属性赋值
brand.set(car,"凯迪拉克");
System.out.println(brand.get(car));
//7、获取所有的属性字段
Field[] fields = aClass.getFields();
for (Field f : fields) {
System.out.println(f.getName());//名称
}
Field[] declaredFields = aClass.getDeclaredFields();
for (Field f : declaredFields) {
System.out.println(f.getName());//名称
}
}
}
获取Class对象的6种方式：
1、Class.forName(“全类名”)
使用前提： 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异常
应用场景： 多用于配置文件读取类全路径，加载类；
String classpath = "com.reflection.Car";
//1、返回指定类名 classpath 的 Class 对象
// 表示不确定的java类型
Class<?> aClass = Class.forName(classpath);
2、类名.class
使用前提： 已知具体的类，通过类的class获取，该方式最为安全可靠，程序性能最高
应用场景： 多用于参数传递，比如通过反射得到对应构造器对象
Class cls = String.class;
3、对象.getClass()
使用前提： 已知某个类的实例，调用该实例的getClass()方法获取Class对象
应用场景： 通过创建好的对象，获取Class对象；
Car car = new Car();
Class cls = car.getClass();//运行类型
4、classLoader对象.loadClass(“类的全类名”);
//(1)先得到类加载器 car
ClassLoader classLoader = car.getClass().getClassLoader();
//(2)通过类加载器得到Class对象
Class cls = classLoader.loadClass("com.reflection.Car");
5、基本数据（int，char，boolean，float，double，byte，long，short）可以直接 基本数据类型.class 得到Class类对象
Class cls = 基本数据类型.class;
EX:
Class<Integer> integerClass = int.class;
6、基本数据类型对应的包装类，可以通过.TYPE 得到Class类对象：包装类.TYPE
Class cls = 包装类.TYPE
EX:
Class<Character> type = Character.TYPE;
哪些类型有Class对象：
1、外部类，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
6、基本数据类型
7、void
Class<String> aClass1 = String.class;//外部类
Class<Serializable> aClass2 = Serializable.class;//接口
Class<Integer[]> aClass3 = Integer[].class;//数组
Class<float[][]> aClass4 = float[][].class;//二维数组
Class<Deprecated> aClass5 = Deprecated.class;//注释
//枚举
Class<Thread.State> aClass6 = Thread.State.class;
//基本数据类型
Class<Long> aClass7 = long.class;
//void数据类型
Class<Void> aClass8 = void.class;
Class<Class> aClass9 = Class.class;//class对象
类加载：
反射机制是java实现动态语言的关键，java通过反射实现类动态加载；
1、静态加载：编译时(执行javac命令时)加载相关的类，如果类不存在则报错，依赖性太强
2、动态加载：运行时加载需要的类，如果运行时用不到该类，则不会报错，即使这个类不存在，这样降低了依赖性
//静态加载
Dog dog = new Dog();//编译时，类不存在则报错，依赖性太强
//反射 -> 动态加载
Class cls = Class.forName("Person")//加载Person类,运行时执行到该段代码时，才会进行加载；用不到该类，不会报错，即使这个类不存在
类加载时机：
1、当创建对象时（new）//静态加载
2、当子类被加载时，父类也加载 //静态加载
3、调用类中的静态成员时 //静态加载
4、通过反射 //动态加载
类加载过程图：
类加载各阶段完成任务：
解析阶段：就是将符号引用变为直接引用
加载和连接阶段是JVM操作的；初始化阶段是程序员可以控制的(静态代码块的赋值等等)；
类加载的五个阶段：
1、加载阶段：
2、连接阶段——验证：
1、目的是为了确保Class文件的字节流中包含的信息符合当前虚拟机的要求，并且不会危害虚拟机自身的安全。
2、验证包括：文件格式验证（是否以魔数oxcafebabe开头）、元数据验证、字节码验证和符号引用验证
3、可以考虑使用 -Xverify:none 参数来关闭大部分的类验证措施，缩短虚拟机类加载的时间。
3、连接阶段——准备：
JVM会在该阶段对静态变量，分配内存并默认初始化（对应数据类型的默认初始值，如0,0L,null,false等）。这些变量所使用的内存都将在方法区中进行分配。
class A{
//属性-成员变量-字段 是如何处理的
//1、n1 是实例属性，不是静态变量，在准备阶段是不会分配内存的
//2、n2 是静态变量，分配内存n2 并弄人初始化值为0，而不是20(20是在初始化阶段进行赋值的)
//3、n3 是static final，是常量，和静态变量不一样，一旦赋值就不变 n3 = 30;
public int n1 = 10;
public static int n2 = 20;
public static final int n3 = 30;
}
4、连接阶段——解析：
虚拟机将常量池内的符号引用替换为直接引用的过程。
例如：A类引用了B类，在该阶段会转化为地址间的相互引用。JVM机进行的处理
5、初始化阶段：
1、到初始化阶段，才真正开始执行类中定义的Java程序代码，此阶段是执行()方法的过程。
2、()方法是由编译器按语句在源文件中出现的顺序，依次自动收集类中的所有静态变量的赋值动作和静态代码块中的语句，并进行合并。
3、虚拟机会保证一个类的()方法在多线程环境中被正确地加锁、同步，如果多个线程同时去初始化一个类，那么只会有一个线程去执行这个类的方法，其他线程都需要阻塞等待，知道活动线程执行()方法完毕。
public class ClassLoad {
public static void main(String[] args) {
//1、加载B类，生成B的class对象
//2、连接 num = 0
//3、初始化阶段：依次自动收集类中的所有静态变量的赋值动作和静态代码块中的语句，并合并
/*
* clinit(){
* System.out.println("B 静态代码块被执行");
//num = 300;
num = 100;
* }
* 合并：num = 100
* */
new B();//类加载
System.out.println(B.num);//100，如果直接使用类的静态属性，也会导致类的加载
//类加载时，有同步机制控制
/*
* protected Class loadClass(String name, boolean resolve) throws ClassNotFoundException {
//正因为有这个机制，才能保证某个类在内存中，只有一份 Class 对象
* synchronized (getClassLoadingLock(name)) {
* //........
* }
* }
* */
B b = new B();
}
}
class B{
static {
System.out.println("B 静态代码块被执行");
num = 300;
}
static int num = 100;
public B(){//构造器
System.out.println("B() 构造器被执行");
}
}
通过反射获取类的结构信息：
一、java.lang.Class类
1、getName：获取全类名
2、getSimpleName：获取简单类名
3、getFields：获取所有public修饰的属性，包含本类以及父类
4、getDeclaredFields：获取本类中所有属性
5、getMethods：获取所有public修饰的方法，包含本类以及父类的
6、getDeclaredMethods：获取本类中所有方法
7、getConstructors：获取本类所有public修饰的构造器
8、getDeclaredConstructors：获取本类中所有构造器
9、getPackage：以package形式返回包信息
10、getSuperClass：以Class形式返回父类信息
11、getIntergaces：以Class[]形式返回接口信息
12、getAnnotations：以Annotation[]形式返回注解信息
package com.reflection.class_;
import org.junit.jupiter.api.Test;
import java.lang.annotation.Annotation;
import java.lang.reflect.Constructor;
import java.lang.reflect.Field;
import java.lang.reflect.Method;
public class ReflectionUtils {
@Test
public void api_01() throws Exception {
//得到Class对象
Class<?> personCls = Class.forName("com.reflection.class_.Person");
//1、getName：获取全类名
System.out.println(personCls.getName());//com.reflection.class_.Person
//2、getSimpleName：获取简单类名
System.out.println(personCls.getSimpleName());//Person
//3、getFields：获取所有public修饰的属性，包含本类以及父类
Field[] fields = personCls.getFields();
for (Field field : fields) {
System.out.println("本类以及父类的属性："+field.getName());
}
//4、getDeclaredFields：获取本类中所有属性
Field[] declaredFields = personCls.getDeclaredFields();
for (Field declaredField : declaredFields) {
System.out.println("本类中所有的属性:"+declaredField.getName());
}
//5、getMethods：获取所有public修饰的方法，包含本类以及父类的
Method[] methods = personCls.getMethods();
for (Method method : methods) {
System.out.println("本类以及父类中的public方法："+ method.getName());
}
//6、getDeclaredMethods：获取本类中所有方法
Method[] declaredMethods = personCls.getDeclaredMethods();
for (Method declaredMethod : declaredMethods) {
System.out.println("本类中所有方法："+ declaredMethod.getName());
}
//7、getConstructors：获取本类所有public修饰的构造器
Constructor<?>[] constructors = personCls.getConstructors();
for (Constructor<?> constructor : constructors) {
System.out.println("本类中所有public修饰的构造器："+constructor.getName());
}
//8、getDeclaredConstructors：获取本类中所有构造器
Constructor<?>[] declaredConstructors = personCls.getDeclaredConstructors();
for (Constructor<?> declaredConstructor : declaredConstructors) {
System.out.println("本类中所有构造器："+declaredConstructor.getName());
}
//9、getPackage：以package形式返回包信息
System.out.println(personCls.getPackage());//com.reflection.class_
//10、getSuperClass：以Class形式返回父类信息
Class<?> superclass = personCls.getSuperclass();
System.out.println("父类的Class对象："+superclass);//com.reflection.class_.A
//11、getIntergaces：以Class[]形式返回接口信息
Class<?>[] interfaces = personCls.getInterfaces();
for (Class<?> anInterface : interfaces) {
System.out.println("接口信息："+anInterface);
}
//12、getAnnotations：以Annotation[]形式返回注解信息
Annotation[] annotations = personCls.getAnnotations();
for (Annotation annotation : annotations) {
System.out.println("注解信息："+annotation);
}
}
}
class A {
public String hobby;
public void hi() {
}
public A() {
}
public A(String hobby) {
}
}
interface IA {
}
interface IB {
}
@Deprecated
class Person extends A implements IA, IB {
//属性
public String name;
protected static int age;
String job;
private double sal;
//构造器
public Person() {
}
public Person(String name) {
}
//私有的
private Person(String name, int age) {
}
//方法
public void m1(String name, int age, double sal) {
}
protected String m2() {
return null;
}
void m3() {
}
private void m4() {
}
}
二、java.lang.reflect.Field类
1、getModifiers：以int形式返回修饰符（默认修饰符为0，public 为 1，private 为2，protected 为 4，static 为 8，final 为 16，public(1) + static(8) = 9）
2、getType：以Class形式返回类型
3、getName：返回属性名
public void api_02() throws Exception {
//得到Class对象
Class<?> personCls = Class.forName("com.reflection.class_.Person");
//getDeclaredFields：获取本类中所有属性
Field[] declaredFields = personCls.getDeclaredFields();
for (Field declaredField : declaredFields) {
//1、getModifiers：以int形式返回修饰符（默认修饰符为0，public 为 1，private 为2，protected 为 4，static 为 8，final 为 16，public(1) + static(8) = 9）
//2、getType：以Class形式返回类型
//3、getName：返回属性名
System.out.println("本类中所有的属性:"+declaredField.getName()
+"该属性的修饰符值："+declaredField.getModifiers()
+"该属性的类型：" + declaredField.getType());
}
三、java.lang.reflect.Method类
1、getModifiers：以int形式返回修饰符（默认修饰符为0，public 为 1，private 为2，protected 为 4，static 为 8，final 为 16）
2、getReturnType：以Class形式获取，返回类型
3、getName：返回方法名
4、getParamterTypes：以Class[]返回参数类型数组
@Test
public void api_02() throws Exception {
//得到Class对象
Class<?> personCls = Class.forName("com.reflection.class_.Person");
//getDeclaredMethods：获取本类中所有方法
Method[] declaredMethods = personCls.getDeclaredMethods();
for (Method declaredMethod : declaredMethods) {
//1、getModifiers：以int形式返回修饰符（默认修饰符为0，public 为 1，private 为2，protected 为 4，static 为 8，final 为 16）
//2、getReturnType：以Class形式获取，返回类型
//3、getName：返回方法名
System.out.println("本类中所有方法："+ declaredMethod.getName()
+"该方法的访问修饰符值："+declaredMethod.getModifiers()
+"该方法返回类型：" + declaredMethod.getReturnType());
//4、getParamterTypes：以Class[]返回参数类型数组，输出当前这个方法的形参数组情况
Class<?>[] parameterTypes = declaredMethod.getParameterTypes();
for (Class<?> parameterType : parameterTypes) {
System.out.println("该方法的形参类型:"+parameterType);
}
}
}
四、java.lang.reflect.Constructor类
1、getModifiers：以int形式返回修饰符
2、getName：返回构造器名（全类名）
3、getParameterTypes：以Class[]返回参数类型数组
@Test
public void api_02() throws Exception {
//得到Class对象
Class<?> personCls = Class.forName("com.reflection.class_.Person");
//getDeclaredConstructors：获取本类中所有构造器
Constructor<?>[] declaredConstructors = personCls.getDeclaredConstructors();
for (Constructor<?> declaredConstructor : declaredConstructors) {
//1、getModifiers：以int形式返回修饰符
//2、getName：返回构造器名（全类名）
//3、getParameterTypes：以Class[]返回参数类型数组
System.out.println("本类中所有构造器："+declaredConstructor.getName()
+"本类中构造器访问修饰符值："+declaredConstructor.getModifiers());
Class<?>[] parameterTypes = declaredConstructor.getParameterTypes();
for (Class<?> parameterType : parameterTypes) {
System.out.println("该构造器的形参类型："+ parameterType);
}
}
通过反射创建对象：
创建对象的两种方式：
方式一：调用类中的public修饰的无参构造器
方式二：调用类中的指定构造器
使用到的Class类中的相关方法：
newInstance：调用类中的无参构造器，获取对应类的对象
getConstructor(Class…clazz)：根据参数列表，获取对应的public构造器对象
getDecalaredConstructor(Class…clazz)：根据参数列表，获取对应的构造器对象
Constructor类相关方法：
setAccessible：暴破
newInstance(Object…obj)：调用构造器
EX：
通过反射创建某类的对象，要求改类中必须有public的无参构造；
通过调用某个特定构造器的方式，实现创建某类的对象；
package com.reflection.class_;
import java.lang.reflect.Constructor;
public class ReflecCreateInstance {
public static void main(String[] args) throws Exception {
//1、先获取到User类的Class对象
Class<?> userClass = Class.forName("com.reflection.class_.User");
//2、通过public的无参构造器创建实例
Object o = userClass.newInstance();
System.out.println(o);
//3、通过public的有参构造器创建对象实例
/* 此constructor对象就是
public User(String name) {//有参public构造器
this.name = name;
}
* */
//先得到对应的构造器
Constructor<?> constructor = userClass.getConstructor(String.class);
//在创建实例，并传入实参
Object o1 = constructor.newInstance("猫饭");
System.out.println(o1);
//4、通过private的有参构造器创建对象实例
Constructor<?> constructor1 = userClass.getDeclaredConstructor(int.class, String.class);
//暴破，使用反射可以访问private构造器/方法/属性， 反射面前，一切都是纸老虎
constructor1.setAccessible(true);
Object o2 = constructor1.newInstance(28, "猫饭美少女");
System.out.println(o2);
}
}
class User {
private int age = 18;
private String name = "小A";
public User() { //无参public构造器
}
public User(String name) {//有参public构造器
this.name = name;
}
public User(int age, String name) {//有参private构造器
this.age = age;
this.name = name;
}
@Override
public String toString() {
return "User{" +
"age=" + age +
", name='" + name + '\'' +
'}';
}
}
通过反射访问类中的成员：
使用到的方法：
1、根据属性名获取Field对象：Field f = class对象.getDeclaredField(属性名)；
2、暴破：f.setAccessible(true); //f是Field
3、访问
f.set(o,值)；//o表示对象
syso(f.get(o)); //o表示对象
4、注意：如果是静态属性，则set和get中的参数o，可以写成null（因为静态属性是跟类相关绑定的）
EX:
package com.reflection.class_;
import java.lang.reflect.Field;
public class ReflecAccessProperty {
public static void main(String[] args) throws Exception {
//1、获取Class对象
Class<?> studentClass = Class.forName("com.reflection.class_.Student");
//2、创建对象
Object o = studentClass.newInstance();
System.out.println(o.getClass());//获取运行类型
//3、使用反射得到age属性对象
Field age = studentClass.getField("age");
age.set(o,18);//通过反射给属性赋值
System.out.println(o);
System.out.println(age.get(o));//通过反射获取属性的值
//4、通过反射操作 name属性
Field name = studentClass.getDeclaredField("name");
name.setAccessible(true);
// name.set(o,"猫饭");//通过反射给属性赋值
name.set(null,"猫饭");//因为name是static属性，所以o也可以写出null
System.out.println(o);
System.out.println(name.get(o));//通过反射获取属性的值
System.out.println(name.get(null));//获取属性值，因为name是static属性，所以o也可以写出null
}
}
class Student {
public int age;
private static String name;
public Student() {
}
@Override
public String toString() {
return "Student{" +
"age=" + age +
", name='" + name + '\'' +
'}';
}
}
通过反射访问类中的方法：
使用到的方法：
1、根据方法名和参数列表获取Method方法对象：Method m = class对象.getDeclaredMethod(方法名，XX.class);//得到本类中所有的方法
2、获取对象：Objec o = class对象.newInstance();
3、暴破：m.setAccessible(true);
4、访问：Object returnValue = m.invoke(o，实参列表); //o就是对象
5、注意：如果是静态方法，则invoke的参数o，可以写成null！
EX：
package com.reflection.class_;
import java.lang.reflect.InvocationTargetException;
import java.lang.reflect.Method;
public class ReflecAccessMethod {
public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException, InstantiationException, IllegalAccessException, NoSuchMethodException, InvocationTargetException {
//1、获取Class对象
Class<?> aClass = Class.forName("com.reflection.class_.Boss");
//2、创建对象
Object o = aClass.newInstance();
//3、调用public 的 hi方法
//Method hi1 = aClass.getMethod("hi", String.class);
Method hi = aClass.getDeclaredMethod("hi", String.class);
hi.invoke(o,"猫饭！");
//4、调用private static 方法
Method say = aClass.getDeclaredMethod("say", int.class, String.class, char.class);
say.setAccessible(true);
System.out.println(say.invoke(o,18,"猫饭",'女'));
//5、在反射中，如果方法有返回值，统一返回Object，但是他运行类型和方法定义的返回类型一致
Object o1 = say.invoke(null,28, "美少女", '女');
System.out.println("o1的运行类型="+o1.getClass());//String
}
}
class Boss{
public int age;
private static String name;
public Boss(){ //构造器
}
private static String say(int n, String s, char c) { //静态方法
return n + "" + s + "" +c;
}
public void hi(String s){//普通public方法
System.out.println("hi!"+ s);
}
}
反射练习：
练习一：通过反射修改私有成员变量
1、定义PrivateTest类，有私有属性name，并且属性值为helloKitty
2、提供getName的共有方法
3、创建PrivateTest类，利用class类得到私有的name属性，修改私有name属性，并调用getName()方法打印name属性值。
package com.reflection.class_;
import java.lang.reflect.Field;
import java.lang.reflect.Method;
public class Homework01 {
public static void main(String[] args) throws Exception {
//1、得到类对象
Class<?> testClass = Class.forName("com.reflection.class_.PrivateTest");
//2、获取对象实例
Object o = testClass.newInstance();
//3、获取成员变量 以及为成员变量赋值
Field name = testClass.getDeclaredField("name");
name.setAccessible(true);
name.set(o,"helloWord");
//4、获取getName方法，并调用该方法
Method getName = testClass.getMethod("getName");
System.out.println(getName.invoke(o));
}
}
class PrivateTest{
private String name = "helloKitty";
public String getName() {
return name;
}
}
练习二：利用反射和File完成以下功能
1、利用Class类的forName方法得到File类的class对象
2、打印File类的所有构造器
3、通过newInstance方法创建File对象，并创建E:\mynew.test文件
提示：创建文件的写法如下：
File file = new File(“E:\mynew.txt”);
file.createNewFile();
package com.reflection.class_;
import java.io.File;
import java.lang.reflect.Constructor;
import java.lang.reflect.InvocationTargetException;
import java.lang.reflect.Method;
public class HomeWork02 {
public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException, InstantiationException, IllegalAccessException, NoSuchMethodException, InvocationTargetException {
//1、利用Class类的forName方法得到File类的class对象
Class<?> fileClass = Class.forName("java.io.File");
//2、打印File类的所有构造器
Constructor<?>[] constructors = fileClass.getDeclaredConstructors();
for (Constructor<?> constructor : constructors) {
System.out.println("File类的构造器：" + constructor.getName());
}
//3、通过newInstance方法创建File对象，并创建E:\mynew.test文件
Constructor<?> declaredConstructor = fileClass.getDeclaredConstructor(String.class);
Object o = declaredConstructor.newInstance("E:\\mynew.txt");//创建File对象，该运行类型就是File
Method createNewFile = fileClass.getDeclaredMethod("createNewFile");
createNewFile.invoke(o);
}
}