反射---Java高级开发必须懂的

 

 

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）  

              ③Class 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

1.  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

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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：

            ①Bootstrap 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

            ②Extension 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

            ③System 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

 

        更多内容请参考《深入理解JVM虚拟机》

 

来自为知笔记(Wiz)