反射

概述

反射机制的作用

1. 允许程序在执行期间借助于反射 API获得任何类的内部信息；
2. 能直接操作任意对象的内部属性及方法(类名，属性，接口，方法)

由于反射机制，使Java由 静态语言 变为 动态语言

• 动态语言：运行时代码根据某些条件改变自身结构——解释型语言为主

  • C#

  • JavaScript

    function f(){var x = "var a=3;var b=5;alert(a+b)";eval(x);//弹窗输出5，8，本来x是字符串，但是在运行过程中，执行这段字符串，这就是动态语言的特性
    }
    

  • PHP

  • Python

• 静态语言：运行时结构不可变——编译型语言为主
  • Java（准动态语言）：通过反射机制获得类似动态语言的特性
  • C
  • C++

反射机制的流程

• 加载完类后，在 堆内存的方法区 中产生该类的java.lang.Class类型的对象
• 这个对象包含了类的完整结构和信息
  • 一个类被加载后，类的整个结构都会被封装在Class类的对象中
• 所以通过这个Class对象，可以得到这个类的结构信息，称为反射

Java通过反射机制提供的功能

• 在运行时判断一个对象所属的类
• 在运行时构造任意一个类的对象
• 在运行时判断任意一个类具有的成员变量和方法
• 在运行时调用任意一个对象的成员变量和方法
• 在运行时处理注解
  • 生成动态代理

反射相关的API

• java.lang.Class：类对象的类型
• java.lang.reflect.Method：代表类的方法
• java.lang.reflect.Field：代表类的成员变量
• java.lang.reflect.Constructor：代表类的构造器

Class类

有Class对象的数据类型

• 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
• interface
• []
• enum
• annotation
• primitive type
• void

Class c1 = Object.class;//对象
Class c2 = Comparable.class;//接口
Class c3 = String[].class;//数组
Class c4 = int[][].class;
Class c5 = Override.class;//注解
Class c6 = ElementType.class;//枚举
Class c7 = Integer.class;
Class c8 = void.class;
Class c8 = Class.class;

JRE在一个类被加载后，为每个类保存一个不变的java.lang.Class类型的对象，这个对象包含了类的完整结构和信息

• java.lang.Class本身也是类，每个对象都能标识由哪个类生成

• Class对象只能由系统建立对象，通过反射得到

• 一个Class对象是一个加载到JVM中的一个.class文件，一个加载的类在JVM中只会有一个java.lang.Class类型的实例

  • Class按类创建，同一数据类型、同一维度的数组也是同一个Class对象

    

Class类的常用方法

//1.返回指定类名name的Class对象
Static ClassforName(String name)
//2.调用无参构造函数，返回Class对象的一个实例
Object newInstance()
//3.返回此Class对象所表示的实体(类，接口，数组类或void)的名称
getName()
//4.返回当前Class对象的父类的Class对象
Class getSupperClass()
//5.获取当前Class对象的接口
Class[] getInterfaces()
//6.返回该类的类加载器
ClassLoader getClassLoader()
//7.返回一个包含某些Constructor对象的数组
Constructors[] getConstructors()
//8.返回一个Method对象
Method geyMethod(String name,Class )
//9.返回Field对象的一个数组
Field[] getDeclaredFields()

获取Class类的方法

继承Object类

class A exitends Object{//在Object类中定义了 getClass() 类
}

已知类名

通过类的class属性获取，最安全可靠，程序性能最高

Class clazz = Person.class;

已知类的实例

调用实例的getClass()方法获取Class对象

Class clazz = person.getClass();

已知类的全限定名

通过Class类的静态方法forName()获取

Class clazz = Class.forName("[域名倒置].包名.目标类名")

基本内置类型的包装类

每个基本数据类型都有Type

Class i = Integer.TYPE;

获取类的运行时结构

public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException {Class c1 = Class.forName("com.kuang.reflection.User");/*获得类的名字*/System.out.println(c1.getName());//获得包名+类名System.out.println(c1.getSimpleName());//获得类名/*获得类的属性*/Field[] fields = c1.getFields();//只能找到public 属性fields = c1.getDeclaredFields();//获取全部属性for (Field field : fields) {System.out.println(field);}/*获得类的指定属性*/System.out.println(c1.getDeclaredField("id"));/*获得类的方法*/c1.getMethods(); //获得本类及其父类的全部public方法c1.getDeclaredMethods();//获得本类的全部方法/*获得指定方法* 方法存在重载，需要用参数类型加以区别* */c1.getMethod("getName",null);c1.getMethod("setName", String.class);/*获得全部构造器*/c1.getConstructors(); //获得本类的全部public构造方法c1.getDeclaredConstructors();//获得本类全部构造方法/*获得指定的构造器*/c1.getConstructor(int.class,String.class,String.class);}

通过反射创建对象

无参

Class c1 = Class.forName("User");
User user = (User)c1.newInstance(); //本质上调用无参构造器
System.out.println(user);

• 本质上是调用无参构造器
• 类的构造器访问权限必须足够

有参

1. 通过 getDeclaredConstructor(ParamType param) 获得本类的指定构造器
2. 向构造器的形参传递一个对象数组，里面包含了构造器所需的各个参数
3. 通过Constructor实例化对象

通过反射操作属性

修饰符为private，不能直接访问

需要关闭程序的权限检测 xxx.setAccessible(true)

setAccessible

• Method、Field、Constructor对象都有setAcccessible()方法
• setAccessible()方法的作用是启动和禁用访问权限安全检测的开关
• 参数
  • true:取消Java语言的访问检查
    • 使原本无法被直接访问的private成员可被访问
  • false（默认）:进行Java的访问检查

反射多时，关闭安全检测，提高效率

通过反射调用方法

• fun.invoke(instance,args[])：在instance上调用方法fun,参数为args[]

反射操作泛型

Java采用泛型擦除的机制引入泛型，Java中的泛型仅由编译器javac使用，确保数据的安全性和免去起那个会类型转换问题

编译完成，所有和泛型有关的类型全部擦除

• ParameterizedType:表示一种参数化类型，Collection
• GenericArray:表示一种元素类型是参数化类型或者类型变量的数组类型
• method.getGenericParameterTypes():获得泛型参数类型

反射获取参数类型

public class Test {public static void test01(Map<String,User> map, List<User> list){System.out.println("test01");}public static Map<String,User> test02(){System.out.println("test02");return null;}public static void main(String[] args) throws NoSuchMethodException {Method test01 = Test.class.getMethod("test01",Map.class, List.class);Type[] genericParameterTypes = test01.getGenericParameterTypes();for (Type genericParameterType : genericParameterTypes) {System.out.println("#######获取泛型参数:"+genericParameterType);if(genericParameterType instanceof ParameterizedType){Type[] actualTypeArguments = ((ParameterizedType) genericParameterType).getActualTypeArguments();for (Type actualTypeArgument : actualTypeArguments) {System.out.println("#泛型内参数类型:"+actualTypeArgument);}}System.out.println("===========================================");}Method test02 = Test.class.getMethod("test02",null);Type genericReturnType = test02.getGenericReturnType();System.out.println(genericReturnType);if(genericReturnType instanceof ParameterizedType){Type[] actualTypeArguments = ((ParameterizedType)genericReturnType).getActualTypeArguments();for (Type actualTypeArgument : actualTypeArguments) {System.out.println(actualTypeArgument);}}}
}

运行结果：

反射操作注解

@Target(value= ElementType.TYPE)
@Retention(RUNTIME)
@interface TableStudent{String tableName();
}@Target(value= ElementType.FIELD)
@Retention(RUNTIME)
@interface FieldStudent{String columnName();String type();int length();
}@TableStudent(tableName = "db_Student")
class Student{@FieldStudent(columnName = "uid",type = "int",length = 10)private int id;@FieldStudent(columnName = "uname",type = "varchar",length = 10)private String user_name;@FieldStudent(columnName = "upwd",type = "varchar",length = 10)private String pwd;public Student() {}public Student(int id, String user_name, String pwd) {this.id = id;this.user_name = user_name;this.pwd = pwd;}public int getId() {return id;}public void setId(int id) {this.id = id;}public String getUser_name() {return user_name;}public void setUser_name(String user_name) {this.user_name = user_name;}public String getPwd() {return pwd;}public void setPwd(String pwd) {this.pwd = pwd;}
}

获得类注解

public static void main(){/*获得指定类的Class对象*/Class c1 = Class.forName("com.kuang.reflection.Student");/* 通过反射获得全部注解 */Annotation[] annotations = c1.getAnnotations();for (Annotation annotation : annotations) {System.out.println(annotation);}/* 通过反射获得注解的值 */TableStudent tableStudent = (TableStudent)c1.getAnnotation(TableStudent.class);System.out.println(tableStudent.tableName());
}

获得属性注解

/* 获得字段的值 */
Field field = c1.getDeclaredField("user_name");
FieldStudent annotation = field.getAnnotation(FieldStudent.class);
System.out.println(annotation.columnName());
System.out.println(annotation.type());
System.out.println(annotation.length());

注解

• 可以对程序做出解释 $⟺$ comment
• 可以被其他程序读取

格式

@注解(参数列表)，如：@SuppressWarning("all")

附加在package,class,method,field上，可以通过反射机制实现对元数据的访问

4个元注解

元注解：负责注解其他注解的注解

@Target

描述注解的使用范围

@Retention

描述注解的生命周期

SOURCE < CLASS < RUNTIME

@Document

该注解是否被包含在生成的javadoc中

@Inherited

子类可以继承父类中的该注解

内置注解

@Overwrite

java.lang.Override, 只用于修饰方法 表示一个方法声明打算重写或覆盖超类中的方法声明

@Deprecated

java.lang.Deprecated,表示不鼓励使用的元素，通常因为存在危险或有更好的选择

@SuppressWarning

java.lang.SuppressWarnings,抑制编译时的警告信息

• @SuppressWarning("all")：消除全部警告
• @SuppressWarning("unchecked")：
• @SuppressWarning(value={"unchecked","deprecated"})

自定义注解@interface

//MyAnnotation.interface
@Target(value={CONSTRUCTOR, FIELD, LOCAL_VARIABLE, METHOD, PACKAGE, PARAMETER, TYPE})
//@Target(ElementType.METHOD)
public @interface MyAnnotation(){}

• 接口中声明的每一个方法，都是一个配置参数

  • 方法名为参数名

• 注解中定义的参数，使用时必须设值

  • 有默认值则可以不写

  

  • 返回值类型为参数类型(Class,String,enum)

• 通过default声明参数默认值

  • 经常使用空字符串，0作为默认值

    @Target(value={})
    @Retention(RUNTIME)
    public @interface MyAnnotation{String name() default "";int age();
    }