JAVA之反射机制Reflection的使用
作者:何妨徐行
反射机制Reflection
1、静态 VS 动态语言
动态语言是一类在运行时可以改变其结构的语言:例如新的函数、对象、甚至代码可以被引进,已有的函数可以被删除或是其他结构上的变化。通俗点说就是在运行时代码可以根据某些条件改变自身结构。
主要动态语言:Object-C、C#、JavaScript、PHP、Python等
//体现动态语言的代码 function test() { var x = "var a=3;var b=5;alert(a+b)"; eval(x); }
静态语言与动态语言相对应的,运行时结构不可变的语言就是静态语言。如Java、C、C++。
Java不是动态语言,但Java可以称之为“准动态语言”。即Java有一定的动态性,我们可以利用反射机制获得类似动态语言的特性。Java的动态性让编程的时候更加灵活!
2、Java Reflection
Reflection(反射)是Java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。
Class c = Class.forName("java.lang.String")
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
package com.reflection; public class Test2 { public static void main(String[] args) { try { //通过反射获取类的Class //--->查看JDK帮助文档 Class<?> c1 = Class.forName("com.reflection.User"); //一个类被加载后 , 类的整个结构信息会被放到对应的Class对象中 System.out.println(c1); //一个类只对应一个Class对象 Class<?> c2 = Class.forName("com.reflection.User"); System.out.println(c1.hashCode()); System.out.println(c2.hashCode()); } catch (ClassNotFoundException e) { e.printStackTrace(); } } } //1. 创建一个实体类 class User{ private int id; private int age; private String name; public User() { } public User(int id, int age, String name) { this.id = id; this.age = age; this.name = name; } public int getId() { return id; } public void setId(int id) { this.id = id; } public int getAge() { return age; } public void setAge(int age) { this.age = age; } public String getName() { return name; } public void setName(String name) { this.name = name; } @Override public String toString() { return "User{" + "id=" + id + ", age=" + age + ", name=" + name + '}'; } }
Java反射机制提供的功能:
- 在运行时判断任意一个对象所属的类
- 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所具有的成员变量和方法
- 在运行时获取泛型信息
- 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
Java反射优点和缺点:
- 优点:可以实现动态创建对象和编译,体现出很大的灵活性 !
- 缺点:对性能有影响。使用反射基本上是一种解释操作,我们可以告诉JVM,我们希望做什么并且它满
- 足我们的要求。这类操作总是慢于 直接执行相同的操作。
3、反射相关的主要API
- java.lang.Class : 代表一个类
- 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
4、Class类
在Object类中定义了该方法,此方法将被所有子类继承
public final Class getClass();
以上的方法返回值的类型是一个Class类,此类是Java反射的源头,实际上所谓反射从程序的运行结果来看也很好理解,即:可以通过对象反射求出类的名称。
对象照镜子后可以得到的信息:某个类的属性、方法和构造器、某个类到底实现了哪些接口。
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。
- Class 本身也是一个类
- Class 对象只能由系统建立对象
- 一个加载的类在 JVM 中只会有一个Class实例
- 一个Class对象对应的是一个加载到JVM中的一个.class文件
- 每个类的实例都会记得自己是由哪个 Class 实例所生成
- 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
package com.reflection; //测试各种类型获得Class对象的方式 public class Test3 { public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException { Person person = new Student(); System.out.println("这个人是:"+person.name); //获得class办法一:通过对象获得 Class clazz1 = person.getClass(); //获得class办法二:通过字符串获得(包名+类名) Class clazz2 = Class.forName("com.reflection.Student"); //获得class办法三:通过类的静态成员class获得 Class clazz3 = Person.class; //获得class办法四:只针对内置的基本数据类型 Class clazz4 = Integer.TYPE; //获得父类类型 Class clazz5 = clazz2.getSuperclass(); System.out.println(clazz1); System.out.println(clazz2); System.out.println(clazz3); System.out.println(clazz4); System.out.println(clazz5); } } class Person { public String name; public Person() { } public Person(String name) { this.name = name; } @Override public String toString() { return "Person{" + "name='" + name + '\'' + '}'; } } class Student extends Person{ public Student(){ this.name = "学生"; } } class Teacher extends Person{ public Teacher(){ this.name = "老师"; } }
5、Java内存分析
6、创建运行时类的对象
- 通过反射获取运行时类的完整结构
- Field、Method、Constructor、Superclass、Interface、Annotation
- 实现的全部接口
- 所继承的父类
- 全部的构造器
- 全部的方法
- 全部的Field
- 注解
小结
- 在实际的操作中,取得类的信息的操作代码,并不会经常开发。
- 一定要熟悉java.lang.reflect包的作用,反射机制。
7、有了Class对象,能做什么?
创建类的对象:调用Class对象的newInstance()方法
- 类必须有一个无参数的构造器。
- 类的构造器的访问权限需要足够
思考?难道没有无参的构造器就不能创建对象了吗?只要在操作的时候明确的调用类中的构造器,并将参数传递进去之后,才可以实例化操作。
步骤如下:
- 通过Class类的getDeclaredConstructor(Class … parameterTypes)取得本类的指定形参类型的构造器
- 向构造器的形参中传递一个对象数组进去,里面包含了构造器中所需的各个参数。
- 通过Constructor实例化对象
调用指定的方法:
- 通过反射,调用类中的方法,通过Method类完成。
- 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。
- 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。
8、setAccessible
- Method和Field、Constructor对象都有setAccessible()方法。
- setAccessible作用是启动和禁用访问安全检查的开关。
- 参数值为true则指示反射的对象在使用时应该取消Java语言访问检查。
- 提高反射的效率。如果代码中必须用反射,而该句代码需要频繁的被调用,那么请设置为true。
- 使得原本无法访问的私有成员也可以访问
- 参数值为false则指示反射的对象应该实施Java语言访问检查
9、反射操作泛型
Java采用泛型擦除的机制来引入泛型 , Java中的泛型仅仅是给编译器javac使用的,确保数据的安全性 和免去强制类型转换问题 , 但是 , 一旦编译完成 , 所有和泛型有关的类型全部擦除 为了通过反射操作这些类型 , Java新增了 ParameterizedType , GenericArrayType , TypeVariable 和 WildcardType 几种类型来代表不能被归一到Class类中的类型但是又和原始类型齐名的类型.
ParameterizedType
: 表示一种参数化类型,比如CollectionGenericArrayType
: 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TypeVariable
: 是各种类型变量的公共父接口WildcardType
: 代表一种通配符类型表达式
总结
以上为个人经验,希望能给大家一个参考,也希望大家多多支持脚本之家。