java反射底层实现原理
1. 什么是反射?
1.1. 问题1
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1.对象有编译类型和运行类型 Object obj = new java.util.Date(); 编译类型:Object 运行类型(其实就是obj对象真实的类型):java.util.Date 需求:根据对象obj调用Date类中的一个方法,toLocaleString,如何来做? obj.toLocaleString()代码在编译阶段去编译类型Object中检查是否有该方法,若没有,编译失败.
解决方案1:强制转换obj为Date类型,前提:必须知道对象的真实类型是什么? Date d = (Date)obj; d.toLocaleString();//YES
如果我不知道obj的真实类型,那又如何去调用toLolcaeString方法. 如何去做? 解决方案2： 使用反射
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1.2. 问题2
对象使用类描述的，但是Java中一些皆对象，其实所有的类，底层都有一个字节码对象，用什么来描述这一个个类底层的字节码对象
解决方案 ： 使用反射
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1.3. 反射
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反射:(reflection):在运行时期,动态地去获取类中的信息(类的信息,方法信息,构造器信息,字段等信息进行操作);
一个类中包含的信息有： 构造器，字段，方法
如何使用反射描述这些相关的信息
Class ： 描述类 Method ： 描述方法 Constructor ：描述构造器 Field ：描述字段 |
2. 获取类的Class实例三种方式
在反射操作某一个类之前，应该先获取这个类的字节码实例
获取字节码实例有三种方式
注意 ：同一个类在JVM的字节码实例只有一份
1. 类名.class
2. 类的对象.getClass()
3. Class.forName(“类的全限定名”)
(1) 全限定名 = 包名 + 类名
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public class User { @Test public void testName() throws Exception { //1.使用类名.class 获取类的字节码实例 Class<User> clz1 = User.class; System.out.println(clz1.toString());
//2.对象.getClass() User user = new User(); Class<?> clz2 = user.getClass(); System.out.println(clz2);
//3.Class.forName("全限定名")：用的最多 Class<?> clz3 = Class.forName("cn.sxt.reflect.User"); System.out.println(clz3); } } |
3. 获取九大内置类的字节码实例
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对于对象来说,可以直接使用对象.getClass()或者Class.forName(className); 类名.class都可以获取Class实例.
但是我们的基本数据类型,就没有类的权限定名,也没有getClass方法.
问题: 那么如何使用Class类来表示基本数据类型的Class实例?
八大基本数据类型和 void关键字都是有 字节码实例的 byte,short,int,long,char,float,double,boolean ,void关键字
答 ： 数据类型/void.class 即可
每个基本数据类型都是包装类型 如 ：int ----Integer包装类型 注意： 基本数据类型和包装数据类型底层的字节码实例是不相同 |
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//获取8大基本数据类型和void的字节码实例 //byte,short,int,long,char,float,double,boolean ,void关键字 public class BaiscDataTypeClassTest { @Test public void testName() throws Exception { //1.获取byte的字节码实例 Class<?> byteClz = byte.class; System.out.println(byteClz); //.... //获取void关键字的字节码实例 Class<?> voidClz =void.class; System.out.println(voidClz);
//所有的基本数据类型都有包装类型 //int---Integer //int 和Integer 的字节码是绝对不相等的 Class<?> intClz1 = int.class; Class<?> intClz2 = Integer.class; System.out.println(intClz1); System.out.println(intClz2); System.out.println(intClz1 == intClz2); } } |
4. 获取数组类型的字节码实例
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表示数组的Class实例: String[] sArr1 = {"A","C"}; Class clz = String[].class;//此时clz表示就是一个String类型的一位数组类型
所有具有相同元素类型和维数的数组才共享同一份字节码(Class对象); 注意:和数组中的元素没有一点关系. |
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package cn.sxt.reflect._01.getclass;
import static org.junit.Assert.*;
import org.junit.Test;
//获取数组类型的字节码实例 public class ArrayClassTest { @Test public void testName() throws Exception { //定义数组 int[] arr = {1,2,3}; Class<int[]> clz1 = (Class<int[]>) arr.getClass(); System.out.println(clz1); Class<int[]> clz2= int[].class; System.out.println(clz2);
int[] arr2 = {2,3,4}; Class<int[]> clz3 = (Class<int[]>) arr2.getClass(); System.out.println(clz3);
System.out.println(clz1 == clz2);//true System.out.println(clz1 == clz3);//true } }
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5. 构造函数-Constructor
5.1. 获取构造函数
类的构函数有 有参数构造函数，无参构造函数，公共构造函数，非公共构造函数，根据不同的构造函数 Class提供了几种获取不同构造函数的方法
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//通过字节码实例获取构造器 public class ConstructorTest { @Test public void testName() throws Exception {
//1.获取Student的字节码实例 Class<?> stuClz = Student.class;
//2.获取所有的公共构造函数 Constructor<?>[] cts1 = stuClz.getConstructors(); for (Constructor<?> ct : cts1) { System.out.println(ct); } System.out.println("----------------------"); //3.获取所有的构造函数包括私有的 Constructor<?>[] cts2 = stuClz.getDeclaredConstructors(); for (Constructor<?> ct : cts2) { System.out.println(ct); } System.out.println("----------------------");
//4.获取指定的构造函数(clz.getConstructor(...))只能获取公共的构造函数 Constructor<?> ct1 = stuClz.getConstructor(); System.out.println(ct1);
Constructor<?> ct2 =stuClz.getConstructor(String.class); System.out.println(ct2); //4.获取指定的构造函数(clz.getDeclaredConstructor(...))获取的构造函数和权限没有关系 Constructor<?> ct3=stuClz.getDeclaredConstructor(String.class,int.class); System.out.println(ct3); } } |
5.2. 调用构造函数创建对象
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调用构造器,创建对象
Constructor<T>类:表示类中构造器的类型,Constructor的实例就是某一个类中的某一个构造器 常用方法: public T newInstance(Object... initargs):如调用带参数的构造器,只能使用该方式. 参数:initargs:表示调用构造器的实际参数 返回:返回创建的实例,T表示Class所表示类的类型 如果:一个类中的构造器可以直接访问,同时没有参数.,那么可以直接使用Class类中的newInstance方法创建对象. public Object newInstance():相当于new 类名(); 调用私有的构造器: |
5.2.1. Constructor 创建对象的方法
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5.2.2. Class类中创建对象的方法
如果使用Class直接创建对象，必须保证类中有一个无参数公共构造函数
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5.2.3. 设置忽略访问权限
默认执行私有构造函数报如下错误
如果是私有构造方法，反射默认是无法直接执行的，找到父类中AccessibleObject的方法，设置为true，即可忽略访问权限
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//使用构造器创建对象 public class NewInstanceTest { @Test public void testName() throws Exception {
//1.获取Student的字节码实例 Class<?> clz = Class.forName("cn.sxt.reflect.Student");
//1.1如果类有无参数公共构造函数，直接可以使用类的字节码实例就创建对象 Student stu0 = (Student) clz.newInstance();
//2.获取一个参数的构造函数 Constructor<Student> ct1 = (Constructor<Student>) clz.getConstructor(String.class); //2.1.创建对象 Student stu1 = ct1.newInstance("东方不败");
//3.获取私有构造函数并创建对象 Constructor<Student> ct2 = (Constructor<Student>) clz.getDeclaredConstructor(String.class,int.class); //3.1设置权限可以创建对象 ct2.setAccessible(true); //3.2创建对象 Student stu2 = ct2.newInstance("西门吹雪",50); } }
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6. 操作方法-Method
一个类创建对象以后，一般就要执行对象的方法等等，使用反射操作对象
首先要获取方法，再去执行
6.1. 获取方法和方法的执行
一个类中的方法有很多，无参，有参，静态，可变参数私有方法，等等，针对不同的方法处理，提供了不同的获取方案
6.1.1. 使用Class 获取对应的方法
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6.1.2. Method执行方法
方法获取以后就需要执行。Method对象中提供方法执行的功能
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Obj ：如果是对象方法，传指定的对象，如果是类方法，传 null Args： 方法的参数
如果方法有返回结果，可以接收 |
6.1.3. 设置忽略访问权限
如果是私有方法，反射默认是无法直接执行的，找到父类中AccessibleObject的方法，设置为true，即可忽略访问权限
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6.2. 方法操作的代码
6.2.1. Student类
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package cn.sxt.reflect._03method;
import java.util.Arrays;
public class Person {
public void hell1() { System.out.println("我是无参数无返回值方法"); }
public String hello2(String name) {
return "你好 ："+name; }
private String hello3(String name,intage) { return "我是 ："+name+",今年 ："+age; }
public static void staticMethod(String name) { System.out.println("我是静态方法 :"+name); }
public static void method1(int[] intArr) { System.out.println(Arrays.toString(intArr)); }
public static void method2(String[] strArr) { System.out.println(Arrays.toString(strArr)); }
}
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6.2.2. 测试类
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package cn.sxt.reflect._03method;
import static org.junit.Assert.*;
import java.lang.reflect.Method;
import org.junit.Test;
//获取Person类的方法 public class GetMethodTest {
@Test public void testName() throws Exception { // 1.获取Person字节码实例 Class<Person> clz = Person.class; // 2.创建对象 Person p = clz.newInstance();
// 3.获取方法（使用反射），获取所有公共方法,包含父类的公共方法 Method[] methods1 = clz.getMethods(); for (Method method : methods1) { System.out.println(method); } System.out.println("------------------------------"); // 4.获取自己类中的所有方法（包括私有） Method[] methods2 = clz.getDeclaredMethods(); for (Method method : methods2) { System.out.println(method); } System.out.println("------------------------------"); // 4.获取单个指定名称的方法 Method method = clz.getMethod("hello2", String.class); System.out.println(method);
// 4.1执行方法 Object res = method.invoke(p, "陆小凤"); System.out.println(res);
// 5.获取私有的方法 Method hello3 = clz.getDeclaredMethod("hello3", String.class, int.class); System.out.println(hello3);
// 5.1设置忽略访问权限 hello3.setAccessible(true);
Object res1 = hello3.invoke(p, "叶孤城", 30); System.out.println(res1);
// 6.获取静态方法 Method staticMethod = clz.getMethod("staticMethod", String.class);
// 6.1执行静态方法 staticMethod.invoke(null, "花满楼");
// 7.获取有整数数组参数的方法 Method method1 = clz.getMethod("method1", int[].class); method1.invoke(null, new Object[] {new int[] { 1, 2, 3, 4 }});
// 8.获取有整数数组参数的方法 /* * 如果反射传递的参数是引用类型，底层有一个拆箱的功能，会将数组的元素拆成一个个参数传递过来 * 解决方案： 将数组外面在包装一层数组，如果拆箱一次，得到还是一个数组 */ Method method2 = clz.getMethod("method2", String[].class); method2.invoke(null,new Object[] {new String[] {"AA","BB","CC"}}); } } |
6.2.3. 可变参数的方法执行
如果方法中有可变参数（数组），如果反射传递的可变参数是引用类型，底层有一个拆箱的功能，会将数组的元素拆成一个个参数传递过来
解决方案： 将数组外面在包装一层数组，如果拆箱一次，得到还是一个数组
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package cn.sxt.reflect._03method;
import java.util.Arrays;
public class Person {
public static void method1(int... intArr) { System.out.println(Arrays.toString(intArr)); }
public static void method2(String...strArr) { System.out.println(Arrays.toString(strArr)); } }
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// 7.获取有整数数组参数的方法 Method method1 = clz.getMethod("method1", int[].class); method1.invoke(null, new Object[] {new int[] { 1, 2, 3, 4 }});
// 8.获取有整数数组参数的方法 /* * 如果反射传递的参数是引用类型，底层有一个拆箱的功能，会将数组的元素拆成一个个参数传递过来 * 解决方案： 将数组外面在包装一层数组，如果拆箱一次，得到还是一个数组 */ Method method2 = clz.getMethod("method2", String[].class); method2.invoke(null,new Object[] {new String[] {"AA","BB","CC"}}); |
7. 操作字段（成员变量）-Field
类中的字段有各种数据类型和各种访问权限，针对这些情况，反射操作有对应的方法来获取和处理
7.1. Class中获取字段方法
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Field[] |
获取当前Class所表示类中所有的public的字段,包括继承的字段. |
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Field[] |
获取当前Class所表示类中所有的字段,不包括继承的字段. |
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获取当前Class所表示类中 |
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getDeclaredField(String name) :获取当前Class所表示类中该fieldName名字的字段,不包括继承的字段. |
7.2. Field操作设置值/获取值
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给某个类中的字段设置值和获取值: 1,找到被操作字段所在类的字节码 2,获取到该被操作的字段对象 3,设置值/获取值 Field类常用方法: void setXX(Object obj, XX value) :为基本类型字段设置值,XX表示基本数据类型 void set(Object obj, Object value) :表示为引用类型字段设置值 参数: obj: 表示字段底层所属对象,若该字段是static的,该值应该设为null value: 表示将要设置的值 ------------------------------------------------------------------------------------- XX getXX(Object obj) :获取基本类型字段的值,XX表示基本数据类型 Object get(Object obj) :表示获取引用类型字段的值 参数: obj: 表示字段底层所属对象,若该字段是static的,该值应该设为null 返回:返回该字段的值. |
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设置引用类型的值,非基本数据类型 Obj: 要设置值得对象 Value ： 要设置的值 |
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package cn.sxt.reflect._04Field;
import static org.junit.Assert.*;
import java.lang.reflect.Field;
import org.junit.Test;
public class FieldTest {
@Test public void testName() throws Exception { //1.获取People字节码 Class<People> clz = People.class;
People p = clz.newInstance();
//2.获取所有公共字段 Field[] fields1 = clz.getFields(); for (Field field : fields1) { System.out.println(field); } System.out.println("---------------------"); //3.获取所有字段,和访问权限无关 Field[] fields2 = clz.getDeclaredFields(); for (Field field : fields2) { System.out.println(field); } System.out.println("---------------------"); //3.获取指定的公共字段 Field emialField = clz.getField("emial"); System.out.println(emialField);
//为字段设置值 emialField.set(p, "zhagnsan@qq.com"); System.out.println(p); //4.获取指定所有的字段，和访问权限无关 Field nameFiled = clz.getDeclaredField("name"); System.out.println(nameFiled); //设置忽略访问权限 nameFiled.setAccessible(true); nameFiled.set(p, "张三"); System.out.println(p);
//5 获取age字段 Field ageFile = clz.getDeclaredField("age"); ageFile.setAccessible(true); //设置忽略访问权限 ageFile.setInt(p, 18); System.out.println(p);
} } |
8. Class的其他API方法
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//Class字节码的其他api @Test public void testName() throws Exception {
//1.获取UserDaoImpl的字节码实例 Class<?> clz = Class.forName("cn.sxt.reflect._05otherapi.UserDaoImpl");
//2.获取所有的接口 Class<?>[] interfaces = clz.getInterfaces(); for (Class<?> intface : interfaces) { System.out.println(intface); }
//3.获取全限定名 System.out.println(clz.getName());
//4.获取简单类名 System.out.println(clz.getSimpleName()); //5.获取包 System.out.println(clz.getPackage().getName()); } |
9. JavaBean
问题： 什么是javaBean?
答： JavaBean就是一个个Java类，在java中符合JavaBean特点类才叫做JavaBean
9.1. JavaBean的三个特点
- JavaBean类的修饰符必须是public，也就是一个JavaBean必须是一个对应一个类文件
- JavaBean必须有无参数公共构造方法(以便于反射直接通过直接通过字节码实例创建对象)
- 3. JavaBean中的成员变量/字段必须有get/set方法提供对应的属性
9.1.1. JavaBean中的属性
Java类有成员变量，成员变量绝对不是属性，JavaBean中的属性是有get/set方法确定的
9.1.1.1. Get方法确定属性
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public String getName() { return name; } 属性确定规则 ： get方法去掉 get前缀 ，剩余部分 首字母小写
属性名称 ： name |
9.1.1.2. Set方法确定属性
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public void setName(String name) { this.name = name; } 属性确定规则 ： set方法去掉 set前缀 ，剩余部分 首字母小写
属性名称 ： name |
如果一个成员变量get/set方法都有确定的属性就只有一个
问题 ：get/set方法确定确定的属性一般不就和成员变量一样啊，为什么要有属性了
答： 一般情况下，Eclipse工具有自动生成get/set方法的功能,确定的JavaBean的属性只是恰好和成员变量相同，但是成员变量不是属性
如下特殊性情况，属性和成员变量名称不同
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//Filed private String firstName; //Filed private String lastName;
//属性 ： fullName public String getFullName() { return this.firstName + this.lastName; } |
10. 小结
- 1. 理解反射概念？反射能干啥？
(1) 反射： 在jvm运行阶段，动态的获取类的信息（字节码实例，构造器，方法，字段），动态进行对象的创建，方法执行，字段操作。
2. 反射的常用类
(1) Class ：所有类的字节码实例的描述
(2) Constructor ：构造器
(3) Method ：方法
(4) Field ：字段
3. JDBC+反射 代码封装
(1) 通用 crud 方法
① 思路清晰
