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反射 — Java 高级开发必须懂的

技术杂谈 Geekerstar 3周前 (05-04) 25次浏览 已收录 0个评论 扫描二维码

理解反射对学习Java框架有很大的帮助,如Spring框架的核心就是使用Java反射实现的,而且对做一些Java底层的操作会很有帮助。 
 
一、Class类的使用
 
1、万事万物皆对象,(当然,基本数据类型,静态成员不是面向对象(属于类的)),所以我们创建的每一个类也都是对象,即类本身是java.lang.Class类的实例对象,但是这些对象都不需要new出来,因为java.lang.Class类的构造方法是私有的
 
2、任何一个类都是Class类的实例对象,这个实例对象有三种表示方式:(我们新建一个Student类)
 
  1. Class c1 = Student.class;//实际告诉我们任何一个类都有一个隐含的静态成员变量class(知道类名时用)
  2. Class c2 = stu.getClass();//已知该类的对象通过getClass方法(知道对象时用)  
  3. Class c3 = Class.forName(“类的全名”);//会有一个ClassNotFoundException异常
 
官网解释说:c1,c2表示了Student类的类类型()class type),万事万物皆对象,类也是对象,是Class类的实例对象,这个对象我们成为该类的类类型(有点乱,但是慢慢捋一下还是能理解的)
 
这里有一点值得注意,当我们执行System.out.println(c1==c2);语句,结果返回的是true,这是为什么呢?原因是不管c1还是c2都代表了Student类的类类型,一个类可能是Class类的一个实例对象。
 
我们完全可以通过类的类类型创建该类的对象实例,即通过c1或c2创建Student的实例。
 
Student stu = (Student)c1.newInstance();//前提是必须要有无参的构造方法,因为该语句会去调用其无参构造方法。该语句会抛出异常。
 
二、动态加载类
  1. 编译时加载类是静态加载类,
    new 创建对象是静态加载类,在编译时刻就需要加载所有可用使用到的类,如果有一个用不了,那么整个文件都无法通过编译
  2. 运行时加载类是动态加载类      
    Class c =  Class.forName(“类的全名”),不仅表示了类的类型,还表示了动态加载类,编译不会报错,在运行时才会加载,使用接口标准能更方便动态加载类的实现。功能性的类尽量使用动态加载,而不用静态加载。
 
很多软件比如QQ,360的在线升级,并不需要重新编译文件,只是动态的加载新的东西
      
三、获取方法信息
 
1、基本的数据类型,void关键字都存在类类型
 
Class c1 =int.class;//int的类类型
Class c2 =String.class;//String类的类类型,可以理解为编译生成的那个String.class字节码文件,
//当然,这并不是官方的说法
Class c3 =double.class;
Class c4 =Double.class;
Class c5 =void.class;
 
2、Class类的基本API操作 
 
/**
* 打印类的信息,包括类的成员函数,成员变量
* @param obj 该对象所属类的信息
*/
publicstaticvoid printClassMessage(Object obj){
//要获取类的信息,首先要获取类的类类型
Class c = obj.getClass();//传递的是哪个子类的对象,c就是该子类的类类型
//获取类的名称
System.out.println(“累的名称是:”+c.getName());
/*
* Method类,方法的对象
* 一个成员方法就是一个Method对象
* getMethods()方法获取的是所有的public的函数,包括父类继承而来的
* getDeclaredMethods()获取的是多有该类自己声明的方法,不问访问权限
*/
Method[] ms = c.getMethods();//c.getDeclaredMethods();
for(int i =0; i < ms.length; i++){
//得到方法的返回值类型的类类型
Class retrunType = ms[i].getReturnType();
System.out.print(retrunType.getName()+” “);
//得到方法的名称
System.out.print(ms[i].getName()+“(“);
//获取的参数类型—>得到的是参数列表的类型的类类型
Class[] paraTypes = ms[i].getParameterTypes();
for(Class class1 : paraTypes){
System.out.print(class1.getName()+“,”);
}
System.out.println(“)”);
}
}
Class的API中还有很多其他的方法,可以得到interface、Package、Annotation等很多信息,具体使用请参考帮助手册,本文就不在详细讲解。特别注意的一点是如果你想得到一个类的信息,首先就要获取该类的类类型。
四、获取成员变量构造函数信息  
 
/**
* 成员变量也是对象,是java.lang.reflect.Field这个类的的对象
* Field类封装了关于成员变量的操作
* getFields()方法获取的是所有public的成员变量的信息
* getDeclareFields()方法获取的是该类自己声明的成员变量的信息
*/
Field[] fs = c.getDeclaredFields();
for(Field field : fs){
//得到成员变量的类型的类类型
Class fieldType = field.getType();
String typeName = fieldType.getName();
//得到成员变量的名称
String fieldName = field.getName();
System.out.print(typeName+” “+fieldName);
}
/**
* 构造函数也是对象
* java.lang.Constructor中封装了构造函数的信息
* getConstructor()方法获取所有的public的构造函数
* getDeclaredConstructors得到所有的构造函数
*/
Constructor[] cs = c.getDeclaredConstructors();
for(Constructor constructor : cs){
System.out.print(constructor.getName()+“(“);
//获取构造函数的参数列表—》得到的是参数雷彪的类类型
Class[] paramTypes = constructor.getParameterTypes();
for(Class class1 : paramTypes){
System.out.print(class1.getName()+“,”);
}
System.out.println(“)”);

}

 
五、方法反射的基本操作
 
  1. 如何获取某个方法
           方法的名称和方法的参数列表才能唯一决定某个方法
           Method m = c.getDeclaredMethod(“方法名”,可变参数列表(参数类型.class))
  2. 方法的反射操作
           m.invoke(对象,参数列表)
           方法如果没有返回值,返回null,如果有返回值返回Object类型,然后再强制类型转换为原函数的返回值类型
六、通过反射了解集合泛型的本质
 
ArrayList list1 =newArrayList();
ArrayList<String> list2 =newArrayList<String>();
Class c1 = list1.getClass();
Class c2 = list2.getClass();
System.out.println(c1==c2);//结果为true,为什么??
 
结果分析:因为反射的操作都是编译之后的操作,也就是运行时的操作,c1==c2返回true,说明编译之后集合的泛型是去泛型化的。
 
那么我们就可以理解为,Java集合中的泛型,是用于防止错误类型元素输入的,比如在list2中我们add一个int,add(10)就会编译报错,那么这个泛型就可以只在编译阶段有效,通过了编译阶段,泛型就不存在了。可以验证,我们绕过编译,用反射动态的在list2中add一个int是可以成功的,只是这时因为list2中存储了多个不同类型的数据(String型,和int型),就不能用for-each来遍历了,会抛出类型转换错误异常ClassCastException
 
补充资料:
 
七、关于Java类加载器内容的详解
 
1、类的加载
 
当程序要使用某个类时,如果该类还未被加载到内存中,则系统会通过加载,连接,初始化三步来实现对这个类进行初始化
 
  • 加载:
           就是指将class文件读入内存,并为之创建一个Class对象,任何类被使用时系统都会建立一个Class对象
  • 连接:
            验证:确保被加载类的正确性
            准备:负责为类的静态成员分配内存,并设置默认初始化值
            解析:将类中的符号引用替换为直接引用
  • 初始化:
            局部变量保存在栈区:必须手动初始化
            new 的对象保存在堆区:虚拟机会进行默认初始化,基本数据类型初始化值为0,引用类型初始化值为null
 
2、类加载的时机(只加载一次)
 
以下时机仅表示第一次的时候
 
  1. 创建类的实例的时候
  2. 访问类的静态变量的时候
  3. 调用类的静态方法的时候
  4. 使用反射方式来强制创建某个类或接口对应的java.lang.Class对象
  5. 初始化某个类的子类的时候
  6. 直接使用java.exe命令来运行某个主类
 
3、类加载器
 
负责将.class文件加载到内存中,并为之生成对应的Class对象
 
虽然我们在开发过程中不需要关心类加载机制,但是了解这个机制我们就能更好的理解程序的运行
 
4、类加载器的组成
 
  1. Bootstrap ClassLoader 根类加载器
          也被称为引导类加载器,负责Java核心类的加载,比如System类,在JDK中JRE的lib目录下rt.jar文件中的类
  2. Extension ClassLoader 扩展类加载器
           负责JRE的扩展目录中jar包的加载,在JDK中JRE的lib目录下ext目录
  3. System ClassLoader 系统类加载器
          负责在JVM启动时加载来自java命令的class文件,以及classpath环境变量所指定的jar包和类路径,主要是我们开发者自己写的类

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