Java基础加强01-反射2

1、反射的概念

　 反射是框架设计的灵魂。

　 框架：半成品软件。可以在框架的基础上进行软件开发，简化编码。

　 使用框架并不需要使用反射。但是写框架的时候是需要反射的。

　 将类的各个组成部分封装为其他对象，这就是反射。

2、Java代码在计算机中经历的阶段：三个阶段

　第一阶段：Source源代码阶段

　　Person.java

　　　　　　public class Person{

　　　　　　　　private String name;

　　　　　　　　private int age;

　　　　　　　　public Person(){}

　　　　　　　　public void eat(){}

　　　　　　}

　　　编译：javac 编译，编译完生成Person.class字节码文件

　　　Person.class中包含三部分：

　　　　　　　　a. private String name;

　　　　　　　　　 private int age;

　　　　　　　　b. public Person(){}

　　　　　　　　c. public void eat(){}

　　第二阶段：Class类对象阶段。

　　　　　　　类加载器ClassLoader，可以把Person.class加载到内存中，加载到内存后有对应的Class类对象

　　　　　　　　　　成员变量，封装为Field对象。会有多个成员变量，用Field[] fields；

　　　　　　　　　　构造方法，封装为Constructor对象。可能有多个构造方法，用Constructor[] cons；

　　　　　　　　　　成员方法，封装为Method对象。有多个成员方法，用Method[] methods。

　　　　　　　将来可以通过Class类对象的行为来创建真正的Person等对象。

　　第三阶段：Runtime运行时阶段。

　　　　　　    Person对象

　　　　　　　new Person();

3、反射的好处

　  a. 可以在程序运行过程中，操作这些对象。

　  b. 可以解耦，提高程序的可扩展性。

4、获取Class类对象的方式

• 将字节码文件加载进内存，返回Class对象。多用于配置文件，将类名定义在配置文件中。读取文件，加载类。

　　　　Java代码在第一个阶段，也就是只有.class字节码文件并没有进内存。需要手动将.class加载进内存，通过

　　　　Class.forName("全类名");

• 已经加载进内存了，可通过类名的属性class获取Class对象。多用于参数的传递。

　　　　类名.class

• 已经有对象了，通过getClass()方法（在Object类中定义着）获取Class对象，多用于对象的获取字节码的方式。

　　　　对象.getClass()

package com.itheima.day01.reflect;

public class Person {
    private  String name;
    private int age;

    //快速创建构造方法及getter\setter\toString()，Alt+Insert
    public Person() {
    }

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

    @Override
    public String toString() {
        return "Person{" +
                "name='" + name + '\'' +
                ", age=" + age +
                '}';
    }
}

package com.itheima.day01.reflect;

public class ReflectDemo1 {
    /**
     获取Class对象的方式：
     1. Class.forName("全类名")：将字节码文件加载进内存，返回Class对象
     2. 类名.class：通过类名的属性class获取
     3. 对象.getClass()：getClass()方法在Object类中定义着。
     */
    public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException {
        //Person.java保存后自动编译为Person.class
        //1. Class.forName("全类名")
        Class cls1 = Class.forName("com.itheima.day01.reflect.Person");
        System.out.println(cls1);//class com.itheima.day01.reflect.Person

        // 2. 类名.class
        Class cls2 = Person.class;
        System.out.println(cls2);//class com.itheima.day01.reflect.Person

        //3. 对象.getClass()
        Person p = new Person();
        Class cls3 = p.getClass();
        System.out.println(cls3);//class com.itheima.day01.reflect.Person

        //==比较三个对象
        System.out.println(cls1== cls2);//true
        System.out.println(cls1==cls3);//true
    }
}

结论：同一个字节码文件（*.class）在一次程序运行过程中，只会被加载一次，不论通过哪一种方式获取的Class对象都是同一个。

5、Class对象功能

• 获取成员变量们

　　　　Field[] getFields()：获取所有公共的成员变量

　　　　Field getField(String name)：获取指定名称的公共成员变量

　　　　Field[] getDeclaredFields()：获取所有的成员变量

　　　　Field getDeclaredField(String name)：获取单个成员变量

• 获取构造方法们

　　　　Constructor<?>[] getConstructors()：获取所有公共的构造方法

　　　　Constructor<T> getConstructor(类<?>... parameterTypes)：获取指定的公共构造方法

　　　　Constructor<?>[] getDeclaredConstructors()：获取所有的构造方法

　　　　Constructor<T> getDeclaredConstructor(类<?>... parameterTypes)：获取单个构造方法

• 获取成员方法们

　　　　Method[] getMethods()：获取所有的公共成员方法，包括Object的方法

　　　　Method getMethod(String name, 类<?>... parameterTypes)：获取指定名称的公共成员方法

　　　　Method[] getDeclaredMethods()：获取所有的成员方法

　　　　Method getDeclaredMethod(String name, 类<?>... parameterTypes)：获取单个成员方法

• 获取类名

　　　　String getName()：获取类名

　　　　String getPackage()：获取此类的包

6、使用Class对象功能

• Field：成员变量

　　　　操作：

　　　　   1、设置值：void set(Object obj, Object value)

　　　　　2、获取值：Object get(Object obj)

　　　　　3、忽略访问权限修饰符的安全检查：setAccessible(true)暴力反射

package com.itheima.day01.reflect;

public class Person {
    private  String name;
    private int age;
    public String a;
    protected String b;
    String c;
    private String d;

    public Person() {
    }

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

    @Override
    public String toString() {
        return "Person{" +
                "name='" + name + '\'' +
                ", age=" + age +
                ", a='" + a + '\'' +
                ", b='" + b + '\'' +
                ", c='" + c + '\'' +
                ", d='" + d + '\'' +
                '}';
    }
}

package com.itheima.day01.reflect;

import java.lang.reflect.Field;

public class ReflectDemo2 {
 
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        //0.获取Person的Class对象
        Class personClass = Person.class;

        Field[] fields= personClass.getFields();
        for(Field field: fields){
            //public java.lang.String com.itheima.day01.reflect.Person.a
            System.out.println(field);
        }

        System.out.println("-------------");

        Field a= personClass.getField("a");
        //获取成员变量a的值
        Person p = new Person();
        Object value = a.get(p);
        System.out.println(value);//null

        a.set(p,"abc");
        System.out.println(p);//Person{name='null', age=0, a='abc', b='null', c='null', d='null'}

        System.out.println("==================");

        Field[] declaredFields = personClass.getDeclaredFields();
        for(Field field: declaredFields){
//            private java.lang.String com.itheima.day01.reflect.Person.name
//            private int com.itheima.day01.reflect.Person.age
//            public java.lang.String com.itheima.day01.reflect.Person.a
//            protected java.lang.String com.itheima.day01.reflect.Person.b
//            java.lang.String com.itheima.day01.reflect.Person.c
//            private java.lang.String com.itheima.day01.reflect.Person.d
            System.out.println(field);
        }

        Field d = personClass.getDeclaredField("d");
        //忽略访问权限修饰符的安全检查
        d.setAccessible(true);//暴力反射
        Object value2 = d.get(p);
        System.out.println(value2);//null
    }
}

• Constructor：构造方法

　　　　构造方法用来创建对象

　　　　　　1、创建对象：T newInstance(Object... initargs)

　　　　　　2、如果使用空参数构造方法创建对象，操作可以简化：Class对象的newInstance()方法　　　　　　

　　　　　　3、忽略访问权限修饰符的安全检查：setAccessible(true)暴力反射

package com.itheima.day01.reflect;

import java.lang.reflect.Constructor;

public class ReflectDemo3 {
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        //0.获取Person的Class对象
        Class personClass = Person.class;

        Constructor[] constructors = personClass.getConstructors();
        for(Constructor constructor:constructors){
//            public com.itheima.day01.reflect.Person()
//            public com.itheima.day01.reflect.Person(java.lang.String,int)
            System.out.println(constructor);
        }

        Constructor constructor = personClass.getConstructor(String.class,int.class);
        //public com.itheima.day01.reflect.Person(java.lang.String,int)
        System.out.println(constructor);

        //创建对象
        Object person = constructor.newInstance("ab",23);
        //Person{name='ab', age=23, a='null', b='null', c='null', d='null'}
        System.out.println(person);

        System.out.println("-----------------");

        Constructor constructor1 = personClass.getConstructor();
        //public com.itheima.day01.reflect.Person()
        System.out.println(constructor1);

        //创建对象
        Object person1 = constructor1.newInstance();
        //Person{name='null', age=0, a='null', b='null', c='null', d='null'}
        System.out.println(person1);

        //如果使用空参数构造方法创建对象，操作可以简化：Class对象的newInstance方法
        Object person2 =  personClass.newInstance();
        //Person{name='null', age=0, a='null', b='null', c='null', d='null'}
        System.out.println(person2);

        constructor.setAccessible(true);
    }
}

• Method：成员方法

　　　　操作：　　　　

　　　　　　1、执行方法：Object invoke(Object obj, Object... args)

　　　　　　2、忽略访问权限修饰符的安全检查：setAccessible(true)暴力反射

　　　　　　3、获取方法名称：String getName()

package com.itheima.day01.reflect;

public class Person {
    private  String name;
    private int age;
    public String a;
    protected String b;
    String c;
    private String d;

    //快速创建构造方法及getter\setter\toString()，Alt+Insert
    public Person() {
    }

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

    @Override
    public String toString() {
        return "Person{" +
                "name='" + name + '\'' +
                ", age=" + age +
                ", a='" + a + '\'' +
                ", b='" + b + '\'' +
                ", c='" + c + '\'' +
                ", d='" + d + '\'' +
                '}';
    }

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

    public void eat(String food){
        System.out.println("eat..."+ food);
    }
}

package com.itheima.day01.reflect;

import java.lang.reflect.Method;

public class ReflectDemo4 {
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        Class personClass = Person.class;
        
        //获取指定名称的成员方法
        Method eatMethod =personClass.getMethod("eat");

        Person p = new Person();
        //执行方法
        eatMethod.invoke(p);//输出：eat...

        Method eatMethod1 =personClass.getMethod("eat",String.class);
        eatMethod1.invoke(p,"chifan"); //输出：eat...chifan

        System.out.println("------------");

        //获取所有public修饰的方法
        Method[] methods = personClass.getMethods();
        for(Method method:methods){
//            public java.lang.String com.itheima.day01.reflect.Person.toString()
//            public java.lang.String com.itheima.day01.reflect.Person.getName()
//            public void com.itheima.day01.reflect.Person.setName(java.lang.String)
//            public void com.itheima.day01.reflect.Person.eat()
//            public void com.itheima.day01.reflect.Person.eat(java.lang.String)
//            public int com.itheima.day01.reflect.Person.getAge()
//            public void com.itheima.day01.reflect.Person.setAge(int)
//            public final native void java.lang.Object.wait(long) throws java.lang.InterruptedException
//            public final void java.lang.Object.wait(long,int) throws java.lang.InterruptedException
//            public final void java.lang.Object.wait() throws java.lang.InterruptedException
//            public boolean java.lang.Object.equals(java.lang.Object)
//            public native int java.lang.Object.hashCode()
//            public final native java.lang.Class java.lang.Object.getClass()
//            public final native void java.lang.Object.notify()
//            public final native void java.lang.Object.notifyAll()
            System.out.println(method);
            String name = method.getName();
//            toString
//            getName
//            setName
//            getAge
//            setAge
//            eat
//            eat
//            wait
//            wait
//            wait
//            equals
//            hashCode
//            getClass
//            notify
//            notifyAll
            System.out.println(name);
            method.setAccessible(true);
        }

        //获取类名
        String className = personClass.getName();
        System.out.println(className);                //输出：com.itheima.day01.reflect.Person
        System.out.println(personClass.getPackage()); //输出：package com.itheima.day01.reflect
    }
}

7、案例

　  写一个“框架”，不能改变该类的任何代码的前提下，可以帮我们创建任意类的对象，并且执行其中任意方法

　　实现：

　　　　a. 配置文件

　　　　b. 反射

　　步骤：

　　　　a. 将需要创建的对象的全类名和需要执行的方法定义在配置文件中

　　　　b.在程序中加载读取配置文件

　　　　c. 使用反射技术来加载文件进内存

　　　　d. 创建对象

　　　　e. 执行方法

 src下创建一个pro.properties配置文件

package com.itheima.day01.reflect;

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

/**
 * 框架类
 */
public class ReflectTest {
    public static void main(String[] args) throws Exception {

        //1.加载配置文件
        //1.1 创建Properties对象
        Properties pro = new Properties();
        //1.2 加载配置文件，转换为一个集合(Properties是一个Map集合类)
        //1.3 获取class目录下的配置文件
        ClassLoader classLoader= ReflectTest.class.getClassLoader();//获取ReflectTest.class文件的类加载器
　　　　  System.out.println(classLoader);　　//jdk.internal.loader.ClassLoaders$AppClassLoader@2437c6dc
        InputStream is = classLoader.getResourceAsStream("pro.properties");//从classpath的根路径下查找pro.properties文件
        pro.load(is);

        //2.获取配置文件中定义的数据
        String className = pro.getProperty("className");
        String methodName = pro.getProperty("methodName");

        //3. 加载该类进内存
        Class cls = Class.forName(className);
        //4. 创建对象
        Object obj = cls.newInstance();
        //5. 获取方法对象
        Method method = cls.getMethod(methodName);
        //6. 执行方法
        method.invoke(obj);//Person类的eat方法被执行，输出：eat...

        //不改变此类的任何方法，只需要改pro.properties配置文件即可
        //系统庞大，改Java代码需要重新测试编译上线，改配置文件改完就可以了，扩展性更强
    }
}

 

System.out.println(classLoader);//jdk.internal.loader.ClassLoaders$AppClassLoader@2437c6dc