Java高级特性——反射机制(第一篇)

——何为动态语言，何为静态语言？（学习反射知识前，需要了解动态语言和静态语言）

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、甚至是代码可以被引进，已有的函数可以被删除或者是其他结构上的改变，通俗的说就是代码在运行时可以根据某些自身条件改变自身的结构。

>主要的动态语言有：Object-C、C#、JavaScript、Python等。

动态语言JavaScript举例：

function f(){

//此时的x为一个字符串类型
var x="var a=1;var b=2;alert(a+b)";

//通过eval函数，执行x语句，此时的x值为运算后的值
eval(x);
}

通过上面代码可以了解到，本身的x在没有运行的时候是一个字符串类型，通过eval函数运行后，改变其本身原有的结构，就变成了一个整型。所以JavaScript语言拥有动态性，能够在运行时改变其本身原有的结构。

静态语言

>与动态语言相对应，运行时结构不可该变的语言。如Java、C++、C等。

>尽管Java不属于动态语言，但是可以称之为“准动态语言”，即Java具有一定的动态性，我们可以通过Java的反射机制获得类似动态语言的特性。Java的动态性让编程更加的灵活。

了解了什么是静态语言，什么是动态语言，下面开始了解Java的反射机制。

——什么是反射（Reflection）？

>reflection（反射）是Java被视为动态语言的关键。反射机制允许在执行期间借助Reflection API获取任何类的内部信息，并且能操作任意对象的内部属性及其方法。

Tip：类的内部信息：类名、方法、字段、属性、构造器等。

Tip:反射的强大之处：用private修饰的方法也能够通过反射获取到。

>加载完类后，在堆内存的方法区中就产生一个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这个类的信息，我们可以通过这个类看到类的结构的信息。这个对象就像一面镜子，透过这个镜子我们可以看到类的结构，所以我们形象的称之为“ 反射（Reflection）”。

比如获取一个Class对象，通过这个对象，我们可以看到这个类所有的结构信息，这就是反射（下面是获取Class对象一种方法，先了解）：

Class<?> c = Class.forName("java.lang.String");

 正常方式和反射方式的流程图：

 

 

反射机制提供的功能：

>在运行时判断任何一个对象所属的类

>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

>在运行时调运任何一个类的方法以及属性等

>在运行时处理注解

>生成动态代理

>>>等等

反射的优缺点：

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，使用放射基本上属于一种解释操作，我们可以告诉JVM，做什么并且它要满足我们什么要求，这类操作总是慢于直接执行相同的操作。

 ——如何获取反射对象？

获取反射对象，最主要的是了解反射主要的API：

>java.lang.Class：代表一个类

>java.lang.reflect.Method：代表类的方法

>java.lang.reflect.Filed：代表类的成员变量

>java.lang.reflect.Constructer：代表类的构造器

>>>等等

通过反射获取类的Class对象，例如：

package test;

public class Test{   
    //什么叫反射
    public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException {
        //通过反射获取类的class对象
        Class c = Class.forName("test.Test");
        
        System.out.println(c);
    }
    
    
}

 

打印的结果为：class test.Test 

我们前边说一个类在内存中只对应一个Class对象，下面案例测试（只修改上一个案例中的main方法）：

    //什么叫反射
    public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException {
        //通过反射获取类的Class对象
        Class<?> c = Class.forName("test.Test");    
        Class<?> c1 = Class.forName("test.Test");
        Class<?> c2 = Class.forName("test.Test");
        
        //一个类在内存中只能有一个Class对象
        //一个类被加载后，类的整个结构都会被封装在Class对象中
        
        System.out.println(c.hashCode() == c1.hashCode());
        System.out.println(c.hashCode() == c2.hashCode());
        System.out.println(c1.hashCode() == c2.hashCode());

    }

 

打印结果为：true true  true ，可以看到获取到的Class对象均为堆内存方法区中的同一个Class对象。

Class类详解：

在Object类中定义了public final Class getClass()方法，此方法被所有的子类继承。这个方法的返回值是一个Class类型，此类（Class类）是Java反射的源头，实际上所谓的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。

>Class类本身也是一个类

>Class对象由系统建立对象

>一个加载的类在内存中只有一个Class对象

>一个Class对象对应的是一个加载到JVM的.class文件

>每个类的实例都会记得自己由那个Class实例生成

>通过Class可以完整的得到一个类中所有被加载的结构

>Class类是Reflection(反射）的根源，针对任何你想动态加载和运行的类，唯有先获得相应的Class对象

class对象常用的方法：

 

 

 如何获取Class实例：

> 若已知具体的类，通过类的class属性获取，该方法最为安全可靠，程序的性能最高，例如：Class c =  Test.class;

>若知某个类的实例，调用该实例的getClass()方法获取Class对象 例如：Class c = new Test().getClass();

>已知一个类的全类名，且该类在路径下， 可以通过Class的静态方法forName获取，可能抛出ClassNotFoundException

例如：Class c = Class.forName("test.Test");

>内置的基本数据类型可以直接用类名.Type  例如：String.Type

>还可以通过ClassLoader （后边介绍）

案例（修改上述案例的main方法）：

 

　　　//什么叫反射
    public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException {
        
        //通过Class的forName方法获取
        Class c1 = Class.forName("test.Test");
        
        //通过类名.Class获取
        Class c2 = Test.class;
        
        //通过对象.getClass获取
        Class c3 = new Test().getClass();
            
        System.out.println(c1+"\r\n"+c2+"\r\n"+c3);
        
        //获取内置基本数据类型的Class对象，通过类型.TYPE获取
        
        System.out.println(Integer.TYPE);
            
        //获取父类Class对象，通过子类的Class对象.getSuperClass方法获取
        
        System.out.println(c1.getSuperclass());
        
    }
    

 

 

 

打印的结果为：（可以看到几种方式都能获取到Class对象）

 

 

哪些类可以有Class对象：

>Class:外部类，成员（成员内部类，静态内部类），局部内部类，匿名内部类

>interface：接口

>[]:数组

>enum:枚举类型

>annotation:注解

>primitive type:基本数据类型

>void:空

举例：

package test;

import java.lang.annotation.ElementType;

public class Test{
    
    //所有类的Class对象
    public static void main(String[] args) {
        Class c1 = Object.class; //类
        Class c2 = Comparable.class; //接口
        Class c3 = String[].class; //一维数组
        Class c4 = int[][].class; //二维数组
        Class c5 = Override.class; //注解
        Class c6 = ElementType.class; //枚举类型
        Class c7 = Integer.TYPE; //基本数据类型
        Class c8 = Void.class; //void
        Class c9 =Class.class; //class
        
        //打印
        System.out.println(c1);
        System.out.println(c2);
        System.out.println(c3);
        System.out.println(c4);
        System.out.println(c5);
        System.out.println(c6);
        System.out.println(c7);
        System.out.println(c8);
        System.out.println(c9);
        
        //只要元素类型与维度一样，就是同一个Class
        int[] a=new int[10];
        int[] b=new int[20];
        
        System.out.println(a.getClass().hashCode() == b.getClass().hashCode());
    }
    
}

 

打印结果为：

 

 Tip：对于数组来说，只要元素的类型与维度一样，就是同一个Class对象。

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