Java高新技术 反射机制
Java高新技术 反射机制
知识概要：
（1）反射的基石
（2）反射
（3）Constructor类
（4）Field类
（5）Method类
（6）用反射方式执行某个类中的main方法
（7）数组的反射
（8）反射功能实现框架功能
反射的基石 ----Class
对比提问： Person类代表人，它的实例对象就是张三，李四这样一个个具体的人，
Java程序中的各个Java类属于同一类事物，描述这类事物的Java类名就是Class。
对比提问：众多的人用一个什么类表示？众多的Java类用一个什么类表示？
人--->Person
Java类---->Class
Class类代表Java类，它的各个实例对象又分别对应什么呢？
对应各个类在内存中的字节码，例如，Person类的字节码，ArrayList类的字节码，等等。
一个类被类加载器加载到内存中，占用一片存储空间，这个空间里面的内容就是类的字节码，
不同的类的字节码是不同的，所以它们在内存中的内容是不同的，这一个个的空间可分别用
一个个的对象来表示，这些对象显然具有相同的类型，这个类型是什么呢？
如何得到各个字节码对应的实例对象（ Class类型）
类名.class，例如，System.class
对象.getClass()，例如，new Date().getClass()
Class.forName("类名")，例如，Class.forName("java.util.Date");
九个预定义Class实例对象：
参看Class.isPrimitive方法的帮助
Int.class == Integer.TYPE
数组类型的Class实例对象
Class.isArray()
总之，只要是在源程序中出现的类型，都有各自的Class实例对象，例如，int[]，void…
反射
理解反射的概念
反 射 就是把Java类中的各种成分映射成相应的java类。
例如，一个Java类中用一个Class类的对象来表示，
一个类中的组成部分：成员变量，方法，构造方法，包等等信息也用一个个的Java类来表示，
就像汽车是一个类，汽车中的发动机，变速箱等等也是一个个的类。
表示java类的Class类显然要提供一系列的方法，来获得其中的变量，方法，构造方法，修饰符，包等信息，
这些信息就是用相应类的实例对象来表示，它们是Field、Method、Contructor、Package等等。
一个类中的每个成员都可以用相应的反射API类的一个实例对象来表示，
通过调用Class类的方法可以得到这些实例对象后，
得到这些实例对象后有什么用呢？怎么用呢？
这正是学习和应用反射的要点。
Class类
Class类用于表示.class文件，是所有加载进内存的字节码对象的父类。所以可以通过Class得到运行时的类。
package cn.itheima.day1;
import java.lang.reflect.Array;
import java.lang.reflect.Constructor;
import java.lang.reflect.Field;
import java.lang.reflect.Method;
import java.util.*;
public class ReflectTest {
public static void main(String[] args) throws Exception {
String str1= "abc";
String str5= "cde";
Class cls5 = str5.getClass();
Class cls1 = str1.getClass();
Class cls2 = String.class;
Class cls3 =Class.forName("java.lang.String");
System.out.println(cls1==cls2);
System.out.println(cls1==cls3);
System.out.println("***");
System.out.println(cls1==cls5);
System.out.println(cls1.isPrimitive());
System.out.println(int.class.isPrimitive());
System.out.println(int.class == Integer.class);
System.out.println(int.class == Integer.TYPE);
System.out.println(int[].class.isArray());
}
注意：字节码文件是唯一的，所以无论怎么获取，都是同一份字节码文件。
九个预定义Class实例对象（八大原始类型+void）
Class 类的实例表示正在运行的 Java 应用程序中的类和接口。枚举是一种类，注释是一种接口。
每个数组属于被映射为 Class 对象的一个类，所有具有相同元素类型和维数的数组都共享该Class 对象。
基本的 Java 类型（boolean、byte、char、short、int、long、float 和 double）和
关键字 void也表示为 Class 对象。
注意：
1、int.class == Integer.TYPE。
2、数组类型的Class实例对象Class.isArray()为true。
3、反射并不是Java 5.0的新特性。
Constructor类代表某个类中的一个构造方法
得到某个类所有的构造方法：
例子：Constructor [] constructors= Class.forName("java.lang.String").getConstructors();
得到某一个构造方法：
例子：Constructor constructor = Class.forName(“java.lang.String”).getConstructor(StringBuffer.class);
获得方法时要用到类型 创建实例对象：
通常方式：String str = new String(new StringBuffer("abc"));
反射方式：
Constructor constructor = Class.forName(“java.lang.String”).getConstructor(StringBuffer.class);
String str = (String)constructor.newInstance(new StringBuffer("abc"));
调用获得的方法时要用到上面相同类型的实例对象
Class.newInstance()方法：
例子：String obj = (String)Class.forName("java.lang.String").newInstance();、
该方法内部先得到默认的构造方法，然后用该构造方法创建实例对象。
该方法内部的具体代码是怎样写的呢？用到了缓存机制来保存默认构造方法的实例对象。
Constructor类的实例对象代表类的一个构造方法。
反射公共，私有和保护的构造方法：
反射公共的需要的方法是：getConstructor();
反射私有的需要的方法是：getDeclaredConstructor();
Constructor对象代表一个构造方法，Constructor对象有的方法：得到构造方法名字，得到所属于的类，产生实例对象。
得到某个类空参数构造方法，例：
Constructor constructor = Class.forName("java.lang.String").getConstructor();
得到某个类所有的构造方法，例：
Constructor [] constructors= Class.forName("java.lang.String").getConstructors();
得到某一个带参数的构造方法，例：
Constructor constructor =Class.forName("java.lang.String").getConstructor(StringBuffer.class);
注意：一个类有多个构造方法，用什么方式可以区分清楚想得到其中的哪个方法呢？根据参数的个数
和类型，例如，Class.getMethod(name,Class... args)中的args参数就代表所要获取的那个方法的各个参数的类型的列表。重点：参数类型用什么方式表示？用Class实例对象。
Field类代表某个类中的一个成员变量
演示用eclipse自动生成Java类的构造方法
问题：得到的Field对象是对应到类上面的成员变量，还是对应到对象上的成员变量？类只有一个，而该类的实例对象有多个，如果是与对象关联，哪关联的是哪个对象呢？所以字段fieldX 代表的是x的定义，而不是具体的x变量。
示例代码：
System.out.println("字段的反射例子");
ReflectPoint pt1 = new ReflectPoint(3,5);
Field fieldY = pt1.getClass().getField("y");
System.out.println(fieldY.get(pt1));
Field fieldX = pt1.getClass().getDeclaredField("x");
fieldX.;setAccessible(true)
//注意：通过称之为暴力反射的方式解决，也就是使用setAccessible(true)使private类型的成员变量也可 以被获取值
System.out.println(fieldX.get(pt1));
作业：将任意一个对象中的所有String类型的成员变量所对应的字符串内容中的"b"改成"a"。
changeStringValue(pt1); System.out.println(pt1); private static void changeStringValue(Object obj)throws Exception { Field[] fields = obj.getClass().getFields(); for(Field field :fields) { if(field.getType() == String.class) { String oldValue = (String)field.get(obj); String newValue = oldValue.replace('b', 'a'); field.set(obj, newValue); } } }
Method类代表某个类中的一个成员方法
得到类中的某一个方法：
例子： Method charAt = Class.forName("java.lang.String").getMethod("charAt", int.class);
调用方法：
通常方式： System.out.println(str.charAt(1));
反射方式： System.out.println(charAt.invoke(str, 1));
如果传递给Method对象的invoke()方法的第一个参数为null，这有着什么样的意义呢？说明该Method对象对应的是一个静态方法！
jdk1.4和jdk1.5的invoke方法的区别：
Jdk1.5：public Object invoke(Object obj,Object... args)
Jdk1.4：public Object invoke(Object obj,Object[] args)，即按jdk1.4的语法，需要将一个数组作为参数传递给invoke方法时，数组中的每个元素分别对应被调用方法中的一个参数，所以，调用charAt方法的代码也可以用Jdk1.4改写为 charAt.invoke(“str”, new Object[]{1})形式。
<span style="font-size:18px;">package com.itheima.day1; import java.lang.reflect.Method; public class ReflectTest { public static void main(String[] args) throws Exception { String str = "黑马程序员"; Method method = str.getClass().getMethod("charAt", int.class); //1.4写法。 System.out.println(method.invoke(str,new Object[]{1})); //1.5写法。 System.out.println(method.invoke(str, 0)); } } </span><span style="font-size:18px;">对接收数组参数的成员方法进行反射 目标：写一个程序，这个程序能够根据用户提供的类名，去执行该类中的main方法。 package com.itheima.day01; import java.lang.reflect.Method; public class ReflectTest { public static void main(String[] args) throws Exception { Class clszz = Class.forName(args[0]); Method main = clszz.getMethod("main", String[].class); main.invoke(null,"黑马程序员","黑马论坛","CSDN社区"); } } </span>
分析原因：启动Java程序的main方法的参数是一个字符串数组，即public static void main(String[] args)，通过反射
方式来调用这个main方法时，如何为invoke方法传递参数呢？
按JDK1.5的语法，整个数组是一个参数，而按JDK1.4的语法，数组中的每个元素对应一个参数，当把一个字符串
数组作为参数传递给invoke方法时，Javac会到底按照哪种语法进行处理呢？
JDK1.5肯定要兼容JDK1.4的语法，会按JDK1.4的语法进行处理，即把数组打散成若干个单独的参数。
所以，在给main方法传递参数时，不能使用代码main.invoke(null,"黑马程序员","黑马论坛","CSDN社区")，Javac只把它当作JDK1.4的语法进行理解，而不把它当作JDK1.5的语法解释，因此会出现参数类型不对的问题。
解决办法：方法一：
main.invoke(null,new Object[]{new String[]{"黑马程序员","黑马论坛","CSDN社区"}});
方法二：
main.invoke(null,(Object)new String[]{"黑马程序员","黑马论坛","CSDN社区"});
编译器会作特殊处理，编译时不把参数当作数组看待，也就不会数组打散成若干个参数了
<span style="font-size:18px;">代码示例一： package com.itheima.day01; import java.lang.reflect.Method; public class ReflectTest { public static void main(String[] args) throws Exception { Class clszz = Class.forName(args[0]); Method main = clszz.getMethod("main", String[].class); main.invoke(null,new Object[]{new String[]{"黑马程序员","黑马论坛","CSDN社区"}}); } } 代码示例二： package com.itheima.day01; import java.lang.reflect.Method; public class ReflectTest { public static void main(String[] args) throws Exception { Class clszz = Class.forName(args[0]); Method main = clszz.getMethod("main", String[].class); main.invoke(null,(Object)new String[]{"黑马程序员","黑马论坛","CSDN社区"}); } } </span>
数组的反射
System.out.println("数组类型的Class判断"); int [] a1= new int []{1,2,3}; int [] a2= new int[4]; int [][] a3 = new int[2][3]; String[] a4 = new String[]{"a","b","c"}; System.out.println(a1.getClass() == a2.getClass());//true; System.out.println(a1.getClass() == a4.getClass());//false; System.out.println(a1.getClass() == a3.getClass());//false; System.out.println(a1.getClass().getSuperclass().getName());
基本类型的一维数组可以被当作Object类型使用，不能当作Object[]类型使用;
非基本类型的一维数组，既可以当做Object类型使用，又可以当做Object[]类型使用。
Arrays.asList()方法处理int[]和String[]时的差异。
代码示例：
package com.itheima.day01;
import java.util.Arrays;
public classReflectTest {
public static void main(String[] args) throwsException {
int[] arr =new int[] { 1, 2, 3 };
String[] str =newString[] {"黑马程序员", "黑马论坛", "CSDN社区" };
// 直接使用System.out.println无法打印出数组的内容
System.out.println(arr);
// 结果：[I@62bc184
System.out.println(str);
// 结果：[Ljava.lang.String;@22adc446
// 通过Arrays.asList方法打印出集合的内容
System.out.println(Arrays.asList(arr));
// 结果：[[I@62bc184]
/*
* 原因是因为JDK1.4中为Arrays.asList(Object[] a)，JDK1.5中为Arrays.asList(T... a)。
* arr是int[]类型，JDK1.4中的asList方法处理不了，JDK1.5可以处理。但是JDK1.5将
* int数组整体作为一个参数进行处理。
* 因此最终结果就是将 int[]进行了封装，结果类型也就成了[[I。
*/
System.out.println(Arrays.asList(str));
// 结果：[a, b, c]
}
}
Array工具类用于完成对数组的反射操作。
代码示例：
package com.itheima.day01;
import java.lang.reflect.Array;
public class ReflectTest {
public static void main(String[] args)throwsException {
String[] arrOne =newString[] {"黑马程序员", "黑马论坛", "CSDN社区"};
String arrTo ="黑马程序员";
printObject(arrOne);
printObject(arrTo);
}
public static void printObject(Object obj) {
Class clazz = obj.getClass();
if (clazz.isArray()) {
int len = Array.getLength(obj);
for (inti = 0; i < len; i++) {
System.out.println(Array.get(obj, i));
}
} else {
}System.out.println(obj);
}
}
ArrayList_HashSet的比较及Hashcode分析
分析：由以上两示例可以看到当集合为ArrayList时，其实是一个数组，因此放入4个元素后，集合size为4。
当集合为HashSet时，需要通过比较equals方法是否返回true决定是否放入。
如果equals方法返回true，那么就不会放入。因此，集合size为3。（覆盖其中一个）
如果想让size为2，也就是set1与set3作为同一个元素存入HashSet集合，那就需要覆盖ReflectPoint类的hashCode方法以及equals方法。（同时覆盖俩个方法）
在代码区右击-->Source-->点击Generate hashCode() and equals()...。
点击OK，即可生成hashCode和equals方法。
/*@Overridepublic int hashCode() {
final int prime = 31;
int result = 1;
result = prime * result + x;
result = prime * result + y;
return result;
}
@Overridepublic boolean equals(Object obj) {
if (this == obj)
return true ;
if (obj == null)
return false ;
if (getClass() != obj.getClass())
return false ;
ReflectPoint other = (ReflectPoint) obj;
if (x != other.x)
return false ;
if (y != other.y)
return false ;
return true ;
}*/重新运行ReflectTest就可以看到size值为2。
注意：当一个对象被存储进HashSet集合中以后，就不能修改这个对象中的那些参与计算哈希值的字段了，否则，对象修改后的哈希值与最初存储进HashSet集合中时的哈希值就不同了，在这种情况下，即使在contains方法使用该对象的当前引用作为的参数去HashSet集合中检索对象，也将返回找不到对象的结果，这也会导致无法从HashSet集合中单独删除当前对象，从而造成内存泄露。
代码示例：
如果修改了y的值，那么size为1;如果不修改y的值，那么size为2;
分析：由上面的示例可以看到由于set1对象的y属性被修改了，因此该对象的哈希值也被修改了，所以无法删除掉。因此size值还是2。
我做房子卖给用户住，由用户自己安装门窗和空调，我做的房子就是框架，用户需要使用我的框架，
因为在写才程序时无法知道要被调用的类名，所以，在程序中无法直接new 某个类的实例对象了，
package cn.itheima.day1;
import java.io.FileInputStream;
import java.io.InputStream;
import java.util.Collection;
import java.util.HashSet;
import java.util.Properties;
public class ReflectTest2 {
public static void main(String[] args)throws Exception {
//InputStream ips = new FileInputStream("src/cn/itheima/day1/config.properties");//这种方式是指的javahance为当前目录。
//方式一：采用类加载器进行加载，使用相对路径的方式
//InputStream ips=ReflectTest.class.getClassLoader().getResourceAsStream("cn/itheima/day1/config.properties");//相对于src
//方式二：利用Class方式进行加载，使用相对路径的方式
//InputStream ips = ReflectTest.class.getResourceAsStream("config.properties");
//方式三：利用Class方式进行加载，使用绝对路径的方式
InputStream ips = ReflectTest.class.getResourceAsStream("/resource/config.properties"); //src
Properties props = new Properties();
props.load(ips);
ips.close();
String className = props.getProperty("className");
Collection collections =(HashSet)Class.forName(className).newInstance();
ReflectPoint pt1 = new ReflectPoint(3,3);
ReflectPoint pt2 = new ReflectPoint(5,5);
ReflectPoint pt3 = new ReflectPoint(3,3);
collections.add(pt1);
collections.add(pt2);
collections.add(pt3);
collections.add(pt1);
System.out.println(collections.size());
}
}
