学习笔记之反射
反射
类加载器
类加载
当程序要使用某个类时，如果该类还未被加载到内存中，则系统会通过类得加载，类的连接，类的初始化这三个步骤来对类进行初始化，如果不出现意外情况，JVM将会连续完成这三个步骤，所以有时也把这三个步骤统称为类加载或类初始化
-
类加载：
- 就是将class文件读入内存，并为之创建一个java.lang.Class对象
- 任何类被使用时，系统都会为之创建一个java.lang.Class对象
-
类的连接
- 验证阶段：用于检测被类加载的类是否具有正确的内部结构，并和其他类协调一致
- 准备阶段：负责为类的类变量分配内存，并设置默认初始值
- 解析阶段：将类的二进制数据中的符号引用替换为直接引用
-
类的初始化
- 在该阶段，主要对类变量进行初始化
- 类初始化步骤
- 假如类还未被加载和连接，则程序先加载并连接该类
- 假如该类的直接父类还未被初始化，则先初始化直接父类
- 假如类中有初始化语句，则系统依次执行这些初始化语句
在执行第二个步骤时，系统对直接父类的初始化步骤也遵循初始化步骤1-3
- 类的初始化时机：
- 创建类的实例
- 调用类的类方法
- 访问类或者接口变量，或者为该类变量赋值
- 使用反射方式来强制创建某个类或者接口对应的java.lang.Class对象
- 初始化某个类的子类
- 直接使用java.exe命令来运行某个主类
类加载器
作用：
- 负责将.class文件加载到内存中，并为之生成对应的java.lang.Class对象
- 虽然我们不过分关系类加载机制，但是了解这个机制我们就能更好的理解程序的运行
JVM的类加载机制：
- 全盘负责：就是当一个类加载器负责加载某个Class时，该Class所依赖的和引用的其他Class也将由该类加载器负责载入，除非显示使用另外一个类加载器来载入
- 父类委托：就是当一个类加载器负责加载某个Class时，先让父类加载器试图加载该Class对象时，只有在父类加载器无法加载类时才尝试从自己的路径中加载该类
- 缓存机制：保证所有加载过的Class都会被缓存，当程序需要使用某个Class对象时，类加载器先从缓存区中搜索该Class，只有当缓存区中不存在该Class对象时，系统才会读取该类对应的二进制数据，并将其转换成Class对象，存储到缓存区
ClassLoader:是负责加载类的对象
java运行时具有以下内置类加载器
- Bootstrap class loader:它是虚拟机的内置类加载器，通常表示为null,并且没有父类null
- Platform class loader 。 平台类加载器可以看到所有平台类 ，可以将其用作ClassLoader实例的父ClassLoader 。 平台类包括由平台类加载器或其祖先定义的Java SE平台API，其实现类和JDK特定的运行时类。
- System class loader 。 它也被称为应用程序类加载器 ，与平台类加载器不同。 系统类加载器通常用于定义应用程序类路径，模块路径和JDK特定工具上的类。
类加载器的继承关系:System的父加载器为Platform,而Platform得父加载器为Bootstrap
ClassLoader中得两个方法
- static ClassLoader getSystemClassLoader():返回用于委派得系统类加载器
- ClassLoader getParent():返回父类加载器进行委派
public class Demo {
public static void main(String[] args) {
//系统类加载器
ClassLoader c = ClassLoader.getSystemClassLoader();
System.out.println(c); //AppClassLoader
//系统类加载器得父类加载器
ClassLoader c2 = c.getParent();
System.out.println(c2);//PlatformClassLoader
ClassLoader c3 = c2.getParent();
System.out.println(c3);//null Bootstrap类加载器通常表示为null
}
}
反射
java反射机制：是指在运行时去获取一个类得变量和方法信息。然后通过获取到得信息来创建对象，调用方法得一种机制。由于这种动态性，可以极大得增强程序得灵活性，程序不用在编译期就完成确定，在运行期仍然可以扩展。
获取Class类得对象
想要用过反射去使用一个类，首先要获取到该类的字节码文件对象，也就是类型为Class类型的对象。
获取Calss类型对象的三种方式
- 使用类的class属性来获取该类对应的Class对象。例如：Student.class将会返回Student类对应的Class对象
- 调用对象的getClass()方法，返回该对象所属类对应的Class对象
- 该方法时Object类中的方法，所有的Java对象都可以调用该方法
- 使用Class类中的静态方法forName(String className),该方法需要传入字符串参数，该字符串参数的值是某个类的全路径，也就是完整包名的路径
public class Student {
//成员变量：一私，一默认,一公
private String name;
int age;
public String address;
//构造方法：一公，一私，一默认
public Student() {
}
private Student(String name) {
this.name = name;
}
Student(int age, String address) {
this.age = age;
this.address = address;
}
public Student(String name, int age, String address) {
this.name = name;
this.age = age;
this.address = address;
}
//成员方法:一个私有，四公
private void function() {
System.out.println("function");
}
public void method1() {
System.out.println("method");
}
public void method2(String s) {
System.out.println("method" + s);
}
public String method3(String s, int i){
return s + "," + i;
}
@Override
public String toString() {
return "Student{" +
"name='" + name + '\'' +
", age=" + age +
", address='" + address + '\'' +
'}';
}
}
public class Demo {
public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException {
//使用类的class属性来获取该类对应的Class对象。
Class<Student> c1 = Student.class;
System.out.println(c1);
Class<Student> c2 = Student.class;
System.out.println(c1 == c2);
System.out.println("--------------");
//调用对象的getClass()方法，返回该对象所属类对应的Class对象
Student s = new Student();
Class<? extends Student> c3 = s.getClass();
System.out.println(c1 == c3);
System.out.println("--------------");
//使用Class类中的静态方法forName(String className)
Class<?> c4 = Class.forName("反射.获取Class对象的三种方式.Student");//package 反射.获取Class对象的三种方式;//最灵活
System.out.println(c1 == c4);
}
}
反射获取构造方法并使用
public class Student {
//成员变量：一私，一默认,一公
private String name;
int age;
public String address;
//构造方法：一公，一私，一默认
public Student() {
}
private Student(String name) {
this.name = name;
}
Student(int age, String address) {
this.age = age;
this.address = address;
}
public Student(String name, int age, String address) {
this.name = name;
this.age = age;
this.address = address;
}
//成员方法:一个私有，四公
private void function() {
System.out.println("function");
}
public void method1() {
System.out.println("method");
}
public void method2(String s) {
System.out.println("method" + s);
}
public String method3(String s, int i){
return s + "," + i;
}
@Override
public String toString() {
return "Student{" +
"name='" + name + '\'' +
", age=" + age +
", address='" + address + '\'' +
'}';
}
}
Class类中用于获取构造方法的方法
- getConstructors() 返回一个包含 Constructor对象的数组
import java.lang.reflect.Constructor;
public class Demo2 {
public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException {
Class<?> c = Class.forName("反射.获取Class对象的三种方式.Student");
Constructor<?>[] cons = c.getConstructors();
for (Constructor con : cons){
System.out.println(con);
}
}
}
- Constructor<?>[] getDeclaredConstructors()：返回所有构造方法对象的数组
import java.lang.reflect.Constructor;
public class Demo2 {
public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException {
Class<?> c = Class.forName("反射.获取Class对象的三种方式.Student");
Constructor<?>[] cons = c.getDeclaredConstructors();
for (Constructor con : cons){
System.out.println(con);
}
}
}
- Constructor
getConstructor(Class<?>.. .parameterTypes):返回单个公共构造方法
- Constuructor 类中用于创建对象的方法
- T newInstance(Object... initargs)：根据指定的构造方法创建对象
import java.lang.reflect.Constructor;
import java.lang.reflect.InvocationTargetException;
public class Demo3 {
public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException, NoSuchMethodException, IllegalAccessException, InvocationTargetException, InstantiationException {
Class<?> c = Class.forName("反射.获取Class对象的三种方式.Student");
Constructor<?> con = c.getConstructor();
Object obj = con.newInstance();
System.out.println(obj);
}
}
- Constructor
getDeclaredConstructor(Class<?>... parameterTypes):返回单个构造方法对象
import java.lang.reflect.Constructor;
import java.lang.reflect.InvocationTargetException;
public class Demo4 {
public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException, NoSuchMethodException, IllegalAccessException, InvocationTargetException, InstantiationException {
Class<?> c = Class.forName("反射.获取Class对象的三种方式.Student");
Constructor<?> con = c.getDeclaredConstructor();
Object obj = con.newInstance();
System.out.println(obj);
}
}
练习1
通过反射实现
- Student s = new Student("张三",18,"广东")
- System.out.println(s)
import java.lang.reflect.Constructor;
import java.lang.reflect.InvocationTargetException;
public class Demo {
public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException, NoSuchMethodException, IllegalAccessException, InvocationTargetException, InstantiationException {
Class<?> c = Class.forName("反射.获取Class对象的三种方式.Student");
//public Student(String name, int age, String address)
Constructor<?> con = c.getConstructor(String.class, int.class, String.class);//基本数据类型也可以通过.class得到
Object obj = con.newInstance("张三", 18, "广东");
System.out.println(obj);
}
}
练习2
- Student s = new Student("张三")
- System.out.println(s)
import java.lang.reflect.Constructor;
import java.lang.reflect.InvocationTargetException;
public class Demo {
public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException, NoSuchMethodException, IllegalAccessException, InvocationTargetException, InstantiationException {
Class<?> c = Class.forName("反射.获取Class对象的三种方式.Student");
// private Student(String name) 私有无法创建对象需要暴力反射
Constructor<?> con = c.getDeclaredConstructor(String.class);
//暴力反射
//public void setAccessible (boolean flag):值为true,取消访问检测
con.setAccessible(true);
Object obj = con.newInstance("张三");
System.out.println(obj);
}
}
反射成员变量并使用
获取成员变量的四个方法
- Field[] getFields()：返回所有公共成员变量的数组
import java.lang.reflect.Field;
public class Demo1 {
public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException {
Class<?> c = Class.forName("反射.获取Class对象的三种方式.Student");
Field[] fields = c.getFields();
for (Field field : fields) {
System.out.println(field);
}
}
}
- Field[] getDeclaredFields():返回所有成员变量对象的数组
import java.lang.reflect.Field;
public class Demo2 {
public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException {
Class<?> c = Class.forName("反射.获取Class对象的三种方式.Student");
Field[] fields = c.getDeclaredFields();
for (Field field : fields) {
System.out.println(field);
}
}
}
- Field getField(String name)返回单个公共成员变量对象
- Field类中用于给成员变量赋值的方法
- void set(Object obj, Object value):给obj对象的成员变量赋值为value
import java.lang.reflect.Constructor;
import java.lang.reflect.Field;
import java.lang.reflect.InvocationTargetException;
public class Demo3 {
public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException, NoSuchFieldException, NoSuchMethodException, IllegalAccessException, InvocationTargetException, InstantiationException {
Class<?> c = Class.forName("反射.获取Class对象的三种方式.Student");
Field field = c.getField("address");
Constructor<?> con = c.getConstructor();
Object obj = con.newInstance();
field.set(obj, "西安");//给obj的成员变量addressfield赋值
System.out.println(obj);
}
}
- Field getDeclaredField(String name):返回单个成员变量对象
- Field类中用于给成员变量赋值的方法
- void set(Object obj, Object value):给obj对象的成员变量赋值为value
import java.lang.reflect.Constructor;
import java.lang.reflect.Field;
import java.lang.reflect.InvocationTargetException;
public class Demo4 {
public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException, NoSuchFieldException, NoSuchMethodException, IllegalAccessException, InvocationTargetException, InstantiationException {
Class<?> c = Class.forName("反射.获取Class对象的三种方式.Student");
Field field = c.getDeclaredField("address");
Constructor<?> con = c.getConstructor();
Object obj = con.newInstance();
field.set(obj,"西安");//给obj的成员变量addressfield赋值
System.out.println(obj);
}
}
练习1
用反射
- Student s = new Student()
- s.name = "张三"
- s.age = "18"
- s.address = "西安"
- System.out.println(s)
import java.lang.reflect.Constructor;
import java.lang.reflect.Field;
import java.lang.reflect.InvocationTargetException;
public class Demo {
public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException, NoSuchMethodException, IllegalAccessException, InvocationTargetException, InstantiationException, NoSuchFieldException {
Class<?> c = Class.forName("反射.获取Class对象的三种方式.Student");
//* Student s = new Student()
Constructor<?> con = c.getConstructor();
Object obj = con.newInstance();
// * s.name = "张三"
Field nameField = c.getDeclaredField("name");
nameField.setAccessible(true);
nameField.set(obj,"张三");
// * s.age = "18"
Field ageField = c.getDeclaredField("age");
ageField.setAccessible(true);
ageField.set(obj,18);
//* s.address = "西安"
Field addressField = c.getDeclaredField("address");
addressField.set(obj,"西安");
System.out.println(obj);
}
}
反射获取成员方法并使用
获取成员方法的方法
- Method[] getMethods()：返回所有公共成员方法对象的数组，包括继承的
import java.lang.reflect.Method;
public class Demo1 {
public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException {
Class<?> c = Class.forName("反射.获取Class对象的三种方式.Student");
Method[] methods = c.getMethods();
for (Method method : methods) {
System.out.println(method);
}
}
}
- Method[] getDeclaredMethods():返回所有成员方法对象的数组，不包括继承的
import java.lang.reflect.Method;
public class Demo2 {
public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException {
Class<?> c = Class.forName("反射.获取Class对象的三种方式.Student");
Method[] methods = c.getDeclaredMethods();
for (Method method : methods) {
System.out.println(method);
}
}
}
- Method getMethod(String name, Class<?>... parameterTypes):返回单个共有成员方法对象
- Method类中用于调用成员方法的方法
- Object invoke(Object obj, Object... args):调用obj对象的成员方法,参数是args，返回值是Object类型
import java.lang.reflect.Constructor;
import java.lang.reflect.InvocationTargetException;
import java.lang.reflect.Method;
public class Demo3 {
public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException, NoSuchMethodException, IllegalAccessException, InvocationTargetException, InstantiationException {
//获取Class对象
Class<?> c = Class.forName("反射.获取Class对象的三种方式.Student");
//创建对象
Constructor<?> con = c.getConstructor();
Object obj = con.newInstance();
Method m = c.getMethod("method1");
m.invoke(obj);
}
}
- Method getDeclaredMethod(String name, Class<?>... parameterTypes):返回单个成员方法
- Method类中用于调用成员方法的方法
- Object invoke(Object obj, Object... args):调用obj对象的成员方法,参数是args，返回值是Object类型
import java.lang.reflect.Constructor;
import java.lang.reflect.InvocationTargetException;
import java.lang.reflect.Method;
public class Demo4 {
public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException, NoSuchMethodException, IllegalAccessException, InvocationTargetException, InstantiationException {
//获取Class对象
Class<?> c = Class.forName("反射.获取Class对象的三种方式.Student");
//创建对象
Constructor<?> con = c.getConstructor();
Object obj = con.newInstance();
Method m = c.getDeclaredMethod("function");
m.setAccessible(true);
m.invoke(obj);
}
}
练习
- Student s = new Student();
- s.method1()
- s.method2("张三")
- String ss = s.method3("张三",20)
- System.out.print(ss)
- s.function()
import java.lang.reflect.Constructor;
import java.lang.reflect.InvocationTargetException;
import java.lang.reflect.Method;
public class Demo {
public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException, NoSuchMethodException, IllegalAccessException, InvocationTargetException, InstantiationException {
Class<?> c = Class.forName("反射.获取Class对象的三种方式.Student");
//Student s = new Student();
Constructor<?> con = c.getConstructor();
Object obj = con.newInstance();
//s.method1()
Method m1 = c.getMethod("method1");
m1.invoke(obj);
System.out.println("--------------");
//s.method2("张三")
Method m2 = c.getMethod("method2", String.class);
m2.invoke(obj,"张三");
System.out.println("--------------");
//String ss = s.method3("张三",20)
Method m3 = c.getMethod("method3", String.class, int.class);
Object ss = m3.invoke(obj, "张三", 20);
//System.out.print(ss)
System.out.println(ss);
System.out.println("--------------");
//s.function()
Method m4 = c.getDeclaredMethod("function");
m4.setAccessible(true);
m4.invoke(obj);
}
}
反射练习
- 有一个ArrayList
集合,现在我想在这个集合中添加一个字符串数据如何实现?
import java.lang.reflect.InvocationTargetException;
import java.lang.reflect.Method;
import java.util.ArrayList;
public class Demo {
public static void main(String[] args) throws NoSuchMethodException, InvocationTargetException, IllegalAccessException {
ArrayList<Integer> array = new ArrayList<Integer>();
Class<? extends ArrayList> c = array.getClass();
Method m = c.getDeclaredMethod("add", Object.class);
m.invoke(array, "hello");
m.invoke(array, "world");
m.setAccessible(true);
array.add(10);
System.out.println(array);
}
}
- 通过配置文件运行类中的方法
class.txt:
className = 反射.练习运行配置文件指定内容.Student
methodName = study
import java.io.FileReader;
import java.io.IOException;
import java.lang.reflect.InvocationTargetException;
import java.lang.reflect.Method;
import java.util.Properties;
public class Demo {
public static void main(String[] args) throws IOException, ClassNotFoundException, IllegalAccessException, InstantiationException, NoSuchMethodException, InvocationTargetException {
//开始
// Student s = new Student();
// s.study();
//现在要改成
// Teacher t = new Teacher();
// t.teach();
//需要来回修改灵活性不高
/*
class.txt
className = xxx
methodName = xxx
*/
//加载数据
Properties prop = new Properties();
FileReader fr = new FileReader("反射\\class.txt");
prop.load(fr);
fr.close();
/*
className = 反射.练习运行配置文件指定内容.Student
methodName = study
*/
String className = prop.getProperty("className");
String methodName = prop.getProperty("methodName");
Class<?> c = Class.forName(className);
Object obj = c.getConstructor().newInstance();
Method m = c.getMethod(methodName);
m.invoke(obj);
}
}
