17.Java 反射机制

1.反射的定义

反射之中包含了一个“反”的概念，所以要想解释反射就必须先从“正”开始解释，一般而言，当用户使用一个类的时候，应该先知道这个类，而后通过这个类产生实例化对象，但是“反”指的是通过对象找到类。　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　

2.Class对象

2.1 概述

Class对象是反射的起点，可以利用类的Class对象创建类的实例(newInstance)，同时提供了操作类的工具，可以获取类的详细信息，并且使用特殊的技术实现类的加载（运行时加载，在编译的时候还没有该类的class文件）。

2.2 Class对象的获取方式

• a.使用类的字面常量
  • • Class<Integer> c=Integer.class;     备注：编译时会进行检查，不需要捕获ClassNotFoundException，Class对象的类型也是明确的。
• b.使用forName函数
  • • Class<?> c=Class.forName("Integer");              备注：需要捕获异常，而且Class对象的类型是Class<?>,类型不明确,可以使用asSubClass进行转换，但是只能转换到Class<? extends Integer>。
    • Class<? extends Integer> u=c.asSubClass(Integer.class);
    • Class<? exnteds Integer> u1=c.getClass(new Integer(10).getClass());
• c.使用getClass()函数
  • • Integer integer=new Integer(10);
    • Class<? extends Integer> c=intger.getClass();   备注:使用对象实例获取Class对象。

3.类型检查

3.1概述

Class对象提供了很多获取类信息的工具，可以获取类的方法，属性，进行类型判断，创建类的对象实例等等。

3.2 相关API介绍

• a.获取类的构造函数

• public class Main {
      public static void main(String[] atgs) throws ClassNotFoundException {
          printTypeInfo("MyClass");
      }
  　　 ／**
  　　 获取类的构造函数
      *／
      public static void printTypeInfo(String className){
          try {
              Class<?> c = Class.forName(className);
              Constructor<?>[] constructors=c.getConstructors();
              for(Constructor<?> constructor:constructors){
                  System.out.println(constructor);
              }
          }catch(ClassNotFoundException e){
              e.printStackTrace();
          }
      }
  }
  
  class MyClass {
      private int num=10;
      public MyClass(int num){
          this.num=num;
      }
  
      public MyClass(){
      }
  
      @Override
      public String toString(){
          return String.format("%d",num);
      }
  } 

• 备注：1.使用反射创建类的实例，Class.newInstance(),类中必须又一个无参数的构造函数，否则会报错。

• 2.输出：public MyClass(int)

  　　               public MyClass()

• 利用构造函数获取相关的对象
• 用带参数构造函数，创建实例

• Constructor<?> constructor=c.getConstructor(int.class);
  MyClass myClass=(MyClass)constructor.newInstance(5);
  System.out.println(myClass); 

• 备注：1.上述的代码没有捕获异常，不能直接执行
• 2.Class.newInstance()其实也就是获取类的无参构造函数，然后创建对象。

• b.获取类的一般函数

• public static void printTypeInfo(String className) {
      try {
           Class<?> c=Class.forName(className);
           for(Method method:c.getMethods()){
              System.out.println(method);
           }
      } catch (ClassNotFoundException e) {
           e.printStackTrace();
      }
  } 

• 备注：
• 只能获取构造函数之外的函数，但是还包括从父类中继承来的函数
• 获取特定的函数
• getMethod(String methodName,Class<?> ...);
• 例子：获取特定函数并执行Method.invoke(Obj,Class<?>...)---------动态执行Java的函数

• public static void main(String[] args){
      Class<?> c=Class.forName(className);
      Method method=c.getMethod("getInfo",String.class);
      System.out.println(method.invoke(c.newInstance(),new String("123")));
  }
  
  class MyClass {
      private int num=10;
      public MyClass(int num){
          this.num=num;
      }
  
      public MyClass(){
      }
  
      public String getInfo(String string){
          return String.format("get : %s",string);
      }
  
      @Override
      public String toString(){
          return String.format("%d",num);
      }
  }

• 备注：不能直接执行，没有捕获异常，为了看一来比较清楚

• c.获取类的属性

• public static void printTypeInfo(String className) {
          try {
              Class<?> c=Class.forName(className);
              Field[] fields=c.getDeclaredFields();
              for(Field field:fields){
                  System.out.println(field);
              }
  
          } catch (ClassNotFoundException e) {
              e.printStackTrace();
          }
      }
  } 

• 备注：还可以获取制定的属性 ：field = c.getDeclaredField("num");

• 操作类的属性，赋值-取值
• 可能会有访问权限的问题，比如private的属性就不能进行操作，此时可以使用field.setAccessible(true)进行“破坏”面向对象的封装。

• field.setAccessible(true);
  field.set(myClass,123);
  

• d.备注
• 反射还有很所用处，例如获取泛型的参数化类型，操作注解等等。

4.代理

• a.一般的代理设计模式

• public class Main {
      public static void main(String[] atgs) {
          proxy proxy=new ProxyServer(new RealServer());
          proxy.doSomthing();
      }
  }
  
  interface proxy{
      void doSomthing();
  }
  
  class RealServer implements proxy{
      @Override
      public void doSomthing(){
          System.out.println("doSomething from RealServer");
      }
  }
  
  class ProxyServer implements proxy{
      private proxy realServer;
      public ProxyServer(proxy realServer){
          this.realServer=realServer;
      }
  
      @Override
      public void doSomthing(){
          realServer.doSomthing();
      }
  }
  

• b.利用反射的动态代理设计模式

• import java.lang.reflect.*;
  
  /**
   * Created by yangyun on 2016/11/30.
   */
  public class Main {
      public static void main(String[] atgs) {
          myProxy myProxyInterface=(myProxy) Proxy.newProxyInstance(
                  RealServer.class.getClassLoader(),
                  RealServer.class.getInterfaces(),
                  new ProxyHandler(new RealServer())
          );
          myProxyInterface.doSomthing();
      }
  }
  
  interface myProxy{
      void doSomthing();
  }
  
  class RealServer implements myProxy{
  
      public RealServer(){
      }
  
      @Override
      public void doSomthing(){
          System.out.println("from RealServer doSomething()");
      }
  }
  
  class ProxyHandler implements InvocationHandler{
      private Object realProxy;
      public ProxyHandler(Object realProxy){
          this.realProxy=realProxy;
      }
  
      @Override
      public Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args) throws Throwable {
          System.out.println("before invoke()");
          Object result=method.invoke(realProxy,args);
          System.out.println("after invoke()");
          return result;
      }
  }
  

• 有什么意义？

• 1.如果需要在调用代理服务器的函数之前或者之后做一些别的工作，可以不修改服务器端的代码，只需要修改InvocationHandler的invloke()函数就可以。
• 2.动态代理还是AOP（Spring 面向切面编程的基础）
• 3.静态代理每增加一个服务类就应该添加一个代理类，动态代理的话只需要一个InvokationHandler就可以了

• 备注：
• System.out.println(myProxyInterface.getClass().getName());//$Proxy0
• 通过 Proxy.newProxyInstance 创建的代理对象是在jvm运行时动态生成的一个对象，它并不是我们的InvocationHandler类型，也不是我们定义的那组接口的类型，而是在运行是动态生成的一个对象，并且命名方式都是这样的形式，以$开头，proxy为中，最后一个数字表示对象的标号。
• 我自己的理解可能会有错
• proxy.newProxyInstance()产生的其实是代理对象，这个代理对象会实现被“代理类RealServer”的所有接口，这里我们把它转型为proxy接口。
• 当我通过代理对象来调用方法的时候，起实际就是委托由其关联到的 handler 对象的invoke方法中来调用，并不是自己来真实调用，而是通过代理的方式来调用的，输出method可以看到其实就是doSomething函数。
• 这就是我们的java动态代理机制，代理对象执行函数全部都通过InvokationHandler的invoke()函数。

参考文献

https://www.zhihu.com/question/24304289

http://blog.csdn.net/xu__cg/article/details/52882023

http://blog.csdn.net/liujiahan629629/articzle/details/18013523

http://www.cnblogs.com/xiaoluo501395377/p/3383130.html