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• 1. 反射
• • 1.1 反射引入
  • 1.2 反射的入口—Class类
• 2. 认识 Class 类
• 3. 使用反射创建对象
• 4. 使用反射操作属性
• 5. 使用反射执行方法
• 6. 使用反射操作泛型
• • 6.2 获取方法的返回值类型中的泛型
  • 6.3 使用反射突破泛型限制
• 7. 反射案例—提取 DBUtil 的 select()
• • 7.1 认识ResultSetMetaData
  • 7.2 提取 DBUtil 类中的 select() 方法
  • 7.3 提取后的结果

1. 反射

1.1 反射引入

• 编译时，知道类或对象的具体信息，此时直接对类和对象进行操作即可

• 编译时不知道类或对象的具体信息，只有运行时知道，需要使用反射来实现

比如驱动的类的名称放在 XML 文件中，属性和属性值也放在XML文件中，需要在运行时读取XML文件，动态获取类的信息

// 编码、编译时知道要创建哪个类的对象
Dog dog = new Dog();   // 创建对象
dog.age = 12;          // 操作属性
dog.eat();             // 执行方法

// 编译时不知道类或对象的具体信息，只有`运行时`知道
String className = "com.lwclick.demo.Dog";
Class aClass = Class.forName(className);
// 使用反射创建对象，相当于  new Dog();
aClass.getConstructor().newInstance();

反射的作用：

• 动态创建对象
• 动态操作属性
• 动态调用方法

在JDK中，由以下类来实现 Java 的反射机制，都位于 java.lang.reflect 包中

• Class类：代表一个类
• Constructor类：代表类的构造方法
• Field类：类的成员变量
• Method类：类的成员方法

1.2 反射的入口—Class类

• Class类是Java反射机制的起源和入口
  • 继承自 Object 类
  • 存放类的结构信息
• 是所有类的共同的图纸
  • 所有的类都有类名、属性、方法、构造方法、包、父类、父接口等
• Class类的对象称为类对象

2. 认识 Class 类

// 获取一个类的类对象：Class信息（结构信息）
Class aClass = Class.forName("com.lwclick.java.Dog");

// 从类对象中获取具体的结构信息：get
// 1. 获取最基本的信息=================【类信息】
System.out.println(aClass.getName());  // 全限定类名
System.out.println(aClass.getSimpleName());  // 类名
System.out.println(aClass.getSuperclass());  // 父类的类对象  class com.lwclick.java.Animal
System.out.println(Arrays.toString(aClass.getInterfaces()));

// 2. 获取============================【成员变量】
Field[] fields = aClass.getFields(); // 获取所有的 public 属性，包括上级的
Field[] declaredFields = aClass.getDeclaredFields(); // 获取本类中，所有的属性（私有的也可获取）

Field field = aClass.getField("nickName");  // public java.lang.String com.lwclick.java.Animal.nickName
Field declaredField = aClass.getDeclaredField("type");  // 获取本类中的，私有的属性

// 3. 获取============================【成员方法】
Method[] methods = aClass.getMethods();  // 所有公共的
Method[] declaredMethods = aClass.getDeclaredMethods();  // 获取本类中，所有的方法
for (Method m : declaredMethods) {
    String methodName = m.getName();  // 方法名
    Class returnType = m.getReturnType();  // 返回值类型
    Class[] parameterTypes = m.getParameterTypes();   // 参数类型
}

Method method = aClass.getMethod("guard");
Method method = aClass.getMethod("shout", String.class);  // 参数列表可变

// 4. 获取============================【构造方法】
Constructor[] constructors = aClass.getConstructors(); // 获取【本类】中，所有public的构造方法
Constructor[] declaredConstructors = aClass.getDeclaredConstructors();   获取【本类】中，所有的构造方法

Constructor constructor = aClass.getConstructor();  // 获取无参构造方法
Constructor declaredConstructor = aClass.getDeclaredConstructor(String.class, Integer.class);  // 获取有参构造方法

Class类的常用方法：

获取一个类的类对象方法：

• Class.forName(类的完整路径字符串) 【当编码时还不知道要操作的具体类，只能使用Class.forName()】
• 类名.class 【已经知道了要操作的类】
• 对象名.getClass() 【已经知道了要操作的类】

3. 使用反射创建对象

使用反射调用无参构造方法，创建对象

• 使用 Constructor 的 newInstance() 方法
• 使用 Class 的 newInstance() 方法

// 不使用反射
Dog dog = new Dog();

// =======================================================================

// 使用反射创建
// 1. 获取类的完整路径字符串（Properties、DOM4J等）
String className = "com.lwclick.domain.Dog";

// 2. 根据完整路径字符串获取类的类对象
Class aClass = Class.forName(className);

// 3. 从类对象中获取无参构造方法
Constructor constructor = aClass.getConstructor();

// 4. 【使用反射创建对象】
Object o = constructor.newInstance();

// 当为无参构造方式时，3  4步也可以合并为一步操作
Object o1 = aClass.newInstance();

使用反射调用有参构造方法，创建对象

• 只能使用 Constructor 的 newInstance(参数列表) 方法

// 不使用反射
Dog dog = new Dog("旺财", 4, "柴犬");

// =======================================================================

// 使用反射创建
String className = "com.lwclick.domain.Dog";
Class aClass = Class.forName(className);

// 3. 从类对象中获取有参构造方法【公共的】
Constructor constructor = aClass.getConstructor(String.class, int.class, String.class);

// 获取非 public 的构造方法 ！！！！
Constructor declaredConstructor = aClass.getDeclaredConstructor(String.class, int.class, String.class);
// 突破私有的限制
declaredConstructor.setAccessible(true);

// 4. 【使用反射创建对象】
Object o = constructor.newInstance("旺财", 4, "柴犬");

4. 使用反射操作属性

• 先获取类对象
• 再使用反射操作属性，get()， set()

// 不使用反射
Dog dog = new Dog();
dog.nickName = "旺财";           // 赋值
String nickName = dog.nickName;  // 取值（使用getter操作，是调用方法）

// =======================================================================

String className = "com.lwclick.domain.Dog";
Class aClass = Class.forName(className);

// 3. 使用反射创建对象
Object o = aClass.newInstance();

// 4. 使用反射操作对象
// 先获取对象的属性
Field f = aClass.getDeclaredField("type"); // 非 public 的属性
f.setAccessible(true);
// 对属性进行操作
f.set(o, "柴犬");        // 赋值
Object type = f.get(o);  // 取值

5. 使用反射执行方法

invoke()常用

String className = "com.lwclick.domain.Dog";
Class aClass = Class.forName(className);

// 3. 使用反射创建对象
Object o = aClass.newInstance();

// 4. 获取对象的方法（无参的）
Method shout = aClass.getMethod("shout");
// 执行方法
shout.invoke(o);

// 有参的方法
Method add = aClass.getMethod("add", int.class, int.class);
Object res = add.invoke(o, 10, 20);

使用反射执行方法时，操作的类对象，也可以不通过反射创建

Dog dog = new Dog();     // 先创建对象
Class aClass = dog.getClass();   // 获取对象的class

Method shout = aClass.getMethod("shout");

6. 使用反射操作泛型

没有泛型之前，Java的所有数据类型包括：

• primitive types：基本类型
• raw type：原始类型（不单指类，还包括数据、接口、注解、枚举等）

​ ==》 Class类的一个具体对象代表一个指定的原始类型和基本类型

泛型出现之后，扩充了数据类型：

• parameterized types（参数化类型，可以大概理解为带了泛型的原始类型）：就是平时用到的泛型 List<T>、Map<K, v>的 List 和 Map
• type variables（类型变量）：比如 List<T> 中的 T 等
• array types（数组类型）：带泛型的数组，比如 List<T> []
• WildcardType（通配符类型）：例如 List<? extends Number>

所以就无法通过 Class 来进行操作，为此Java就新增了 ParameterizedType、TypeVariable、GenericArrayType、WildcardType 几种类型来操作泛型的反射

6.1 获取方法的参数中的泛型

getGenericParameterTypes()， ((ParameterizedType) parameterType).getActualTypeArguments()

public void method1(Map<Integer, String> map, List<Integer> list, String str) {

}

public static void main(String[] args) throws NoSuchMethodException {
    Class aClass = TestGeneric.class;  // TestGeneric为类名

    // 获取 method1 方法的参数中的泛型类型
    Method m1 = aClass.getMethod("method1", Map.class, List.class, String.class);

    // 不带泛型的参数
    Type[] types = m1.getParameterTypes();
    System.out.println(types.length);
    for (Type type : types) {
        System.out.println(type);
    }
    // interface java.util.Map
    // interface java.util.List
    // class java.lang.String


    // 带泛型的参数
    Type[] parameterTypes = m1.getGenericParameterTypes();
    for (Type parameterType : parameterTypes) {
        System.out.println(parameterType);
        if (parameterType instanceof ParameterizedType) {
            // 【重点！！！需要强制类型转换】
            Type[] typeArguments = ((ParameterizedType) parameterType).getActualTypeArguments();   
            for (Type typeArgument : typeArguments) {
                System.out.println("          " + typeArgument);
            }
        }
    }
    // java.util.Map<java.lang.Integer, java.lang.String>
    //           class java.lang.Integer
    //           class java.lang.String
    // java.util.List<java.lang.Integer>
    //           class java.lang.Integer
    // class java.lang.String
}

6.2 获取方法的返回值类型中的泛型

getGenericReturnType()， ((ParameterizedType) genericReturnType).getActualTypeArguments()

public Map<Integer, String> method2() {
    return null;
}

public static void main(String[] args) throws NoSuchMethodException {
    Class aClass = TestGeneric.class;

    Method m2 = aClass.getMethod("method2");
    // 不带泛型的
    Class returnType = m2.getReturnType();
    System.out.println(returnType);
    // interface java.util.Map

    // 带泛型的
    Type genericReturnType = m2.getGenericReturnType();
    System.out.println(genericReturnType);
    Type[] actualTypeArguments = ((ParameterizedType) genericReturnType).getActualTypeArguments();
    for (Type typeArgument : actualTypeArguments) {
        System.out.println("       " + typeArgument);
    }
    // java.util.Map<java.lang.Integer, java.lang.String>
    //        class java.lang.Integer
    //        class java.lang.String
}

6.3 使用反射突破泛型限制

List<Integer> list = new ArrayList<>();
list.add(123);
list.add(456);
list.add(789);
list.add(123);

System.out.println(list);     // [123, 456, 789, 123]

// list.add("lwclick");    无法加入，有泛型限制

// 使用反射突破泛型
Class aClass = list.getClass();
Method add = aClass.getMethod("add", Object.class);
add.invoke(list, "lwclick");
add.invoke(list, "true");

System.out.println(list);    // [123, 456, 789, 123, lwclick, true]

7. 反射案例—提取 DBUtil 的 select()

提取员工管理系统案例中的 DBUtil 类的 select() 方法

7.1 认识ResultSetMetaData

利用 ResultSet 的 getMetaData() 方法可以获得 ResultSetMeta 对象，它存储了结果集 ResultSet 的 MetaData（“描述数据的数据”，一般翻译为“元数据”）

// 获得 ResultSetMetaData 对象
ResultSetMetaData rsmd = rs.getMetaData();

// 返回此 ResultSet 对象中的列数
int num = rsmd.getColumnCount();

// 获取每一列（数据库中的字段）的属性
for (int i = 0; i < num; i++) {
    rsmd.getColumnClassName(i + 1);   // 返回Java中对应的数据库字段的数据类型（全限定名称）
    rsmd.getColumnName(i + 1);        // 数据库中指定列的名字
}

7.2 提取 DBUtil 类中的 select() 方法

/**
 * 之前Dao层的，查询所有
 */
public List<Employee> findAll() {
    Connection conn = null;
    PreparedStatement pstmt = null;
    ResultSet rs = null;
    List<Employee> employeeList = new ArrayList<>();
    try {
        conn = DBUtil.getConnection();
        String sql = "SELECT * FROM emp";
        pstmt = conn.prepareStatement(sql);
        rs = pstmt.executeQuery();
        while (rs.next()) {
            Employee emp = new Employee(rs.getInt("empno"), rs.getString("ename"),
                                        rs.getString("job"), rs.getInt("mgr"),
                                        rs.getDate("hireDate"), rs.getDouble("sal"),
                                        rs.getDouble("comm"), rs.getInt("deptno"));
            employeeList.add(emp);
        }
    } catch (SQLException throwables) {
        throwables.printStackTrace();
    } finally {
        DBUtil.closeAll(rs, pstmt, conn);
    }
    return employeeList;
}

/** 
 * 之前Dao层的，通过 empno 查询
 */
public Employee findById(int empno) {
    Connection conn = null;
    PreparedStatement pstmt = null;
    ResultSet rs = null;
    Employee emp = null;
    try {
        conn = DBUtil.getConnection();
        String sql = "SELECT * FROM emp WHERE empno = ?";
        pstmt = conn.prepareStatement(sql);
        pstmt.setInt(1, empno);
        rs = pstmt.executeQuery();
        if (rs.next()) {
            emp = new Employee(rs.getInt("empno"), rs.getString("ename"),
                               rs.getString("job"), rs.getInt("mgr"),
                               rs.getDate("hireDate"), rs.getDouble("sal"),
                               rs.getDouble("comm"), rs.getInt("deptno"));
        }
    } catch (SQLException throwables) {
        throwables.printStackTrace();
    } finally {
        DBUtil.closeAll(rs, pstmt, conn);
    }
    return emp;
}

// ====================== 修改之后 ========================
public List<Employee> findAll() {
    Connection conn = null;
    PreparedStatement pstmt = null;
    ResultSet rs = null;
    List<Employee> employeeList = new ArrayList<>();
    try {
        conn = DBUtil.getConnection();
        String sql = "SELECT * FROM emp";
        pstmt = conn.prepareStatement(sql);
        rs = pstmt.executeQuery();
        while (rs.next()) {
            Employee emp = new Employee();
            // 获取每一列的值，并通过 setter 方法赋给 emp 对象  ！！！！！！修改的地方
            int empno = rs.getInt("empno");
            emp.setEmpno(empno);
            
            String ename = rs.getString("ename");
            emp.setEname(ename);
            
            String job = rs.getString("job");
            emp.setJob(job);
            
            // 。。。。。。。
            
            employeeList.add(emp);
        }
    } catch (SQLException throwables) {
        throwables.printStackTrace();
    } finally {
        DBUtil.closeAll(rs, pstmt, conn);
    }
    return employeeList;
}

public Employee findById(int empno1)  {
    Connection conn = null;
    PreparedStatement pstmt = null;
    ResultSet rs = null;
    // 统一用list接收
    List<Employee> employeeList = new ArrayList<>();
    try {
        conn = DBUtil.getConnection();
        String sql = "SELECT * FROM emp WHERE empno = ?";
        pstmt = conn.prepareStatement(sql);
        pstmt.setInt(1, empno1);
        rs = pstmt.executeQuery();
        while (rs.next()) {
            Employee emp = new Employee();
            // 获取每一列的值，并通过 setter 方法赋给 emp 对象  ！！！！！！修改的地方
            int empno = rs.getInt("empno");
            emp.setEmpno(empno);
            
            String ename = rs.getString("ename");
            emp.setEname(ename);
            
            String job = rs.getString("job");
            emp.setJob(job);
            
            // 。。。。。。。
            
            employeeList.add(emp);
        }
    } catch (SQLException throwables) {
        throwables.printStackTrace();
    } finally {
        DBUtil.closeAll(rs, pstmt, conn);
    }
    Employee emp = null;
    if (employeeList.size() > 0) {
        // 只取第一个即可
        emp = employeeList.get(0);
    }
    return emp;
}

可以看到每次查询数据时，都是使用不同的sql，然后传递某些参数，因此可以提取出一个公共的查询方法放到 DBUtil 类中

/**
 * DBUtil 类的公共查询方法
 */
public static List<Employee> executeQuery(String sql, Object[] params) {
    Connection conn = null;
    PreparedStatement pstmt = null;
    ResultSet rs = null;
    List<Employee> employeeList = new ArrayList<>();
    try {
        conn = DBUtil.getConnection();
        pstmt = conn.prepareStatement(sql);
        for (int i = 0; i < params.length; i++) {
            pstmt.setObject(i + 1, params[i]);
        }
        rs = pstmt.executeQuery();
        while (rs.next()) {
            Employee emp = new Employee();
            // 获取每一列的值，并通过 setter 方法赋给 emp 对象  ！！！！！！修改的地方
            int empno = rs.getInt("empno");
            emp.setEmpno(empno);
            
            String ename = rs.getString("ename");
            emp.setEname(ename);
            
            String job = rs.getString("job");
            emp.setJob(job);
            
            // 。。。。。。。
            
            employeeList.add(emp);
        }
    } catch (SQLException throwables) {
        throwables.printStackTrace();
    } finally {
        DBUtil.closeAll(rs, pstmt, conn);
    }
    return employeeList;
}

/**
 * Dao层使用公共查询方法之后的  查询所有
 */
public List<Employee> findAll() {
    String sql = "SELECT * FROM emp";
    Object[] params = {};
    return DBUtil.executeQuery(sql, params);
}

/**
 * Dao层使用公共查询方法之后的  查询单个员工
 */
public Employee findById(int empno1)  {
    String sql = "SELECT * FROM emp WHERE empno = ?";
    Object[] params = {empno1};
    List<Employee> employeeList = DBUtil.executeQuery(sql, params);
    Employee emp = null;
    if (employeeList.size() > 0) {
        // 只取第一个即可
        emp = employeeList.get(0);
    }
    return emp;
}

问题： 此时又可以看到，每次查询到数据时，都需要将数据一一进行对应（此时是所有的数据），赋值给实体类对应的字段，而且此时 DButil 的查询，只能查询【员工表】的【所有的】数据

7.3 提取后的结果

• 使用反射解决只能创建 Employee 对象的问题（要根据运行时获取的信息来动态的创建对象）
• 使用泛型来解决返回的数据只能是员工列表的问题
• 使用 ResultSetMetaData 来解决可以查询其他表，以及某些字段的问题

public static <T> List<T> executeQuery(String sql, Object[] params, Class clazz) {
    Connection conn = null;
    PreparedStatement pstmt = null;
    ResultSet rs = null;
    List<T> list = new ArrayList<>();
    try {
        conn = DBUtil.getConnection();
        pstmt = conn.prepareStatement(sql);
        for (int i = 0; i < params.length; i++) {
            pstmt.setObject(i + 1, params[i]);
        }
        rs = pstmt.executeQuery();
        
        // 获取结果集的 ResultSetMetaData 对象
        ResultSetMetaData rsmd = rs.getMetaData();
        int count = rsmd.getColumnCount();
        while (rs.next()) {
            T entity = (T) clazz.newInstance();
            for (int i = 0; i < count; i++) {
                // 获取当前列的名称
                String columnName = rsmd.getColumnName(i + 1);
                // 获取当前列的值
                Object value = rs.getObject(columnName);
                // 获取 setter 方法名：通过 getColumnName() 方法获取数据库字段名，去对应实体类的setter方法
                String methodName = "set" + columnName.substring(0, 1).toUpperCase()
                    				+ columnName.substring(1).toLowerCase();
                // 获取参数的类型：通过 getColumnClassName() 方法获取数据库字段对应的Java类型的全限定类名
                Class parameterType = Class.forName(rsmd.getColumnClassName(i + 1));
                // 将当前列的值，赋给 entity 对象，调用 setter 方法
                Method setterMethod = clazz.getMethod(methodName, parameterType);
                setterMethod.invoke(entity, value);
            }
            
            list.add(emp);
        }
    } catch (Exception throwables) {
        throwables.printStackTrace();
    } finally {
        DBUtil.closeAll(rs, pstmt, conn);
    }
    return list;
}