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浅析JAVA反射

查拉图斯特拉你和他 2021-10-15 阅读 61
日记本

废话不多说，直切进入正题。先来一张反射机制的图-->

认识反射

  • 首先反射我们通过“反”来理解，既然有“反”就一定有“正”，在正常情况下，我们认为一定是先有类再有对象。如下：
    import java.util.Date;//先有类

    public class ReflectTest1 {
    public static void main(String[] args) {
        Date date = new Date();//后有对象
        System.out.println(date);
    }
    }

  • ** 所谓的“反”就是指利用对象找到此对象的出处。在Object类里提供有一个方法：**

    取得Class对象：public final Class<?> getClass()。
    范例：观察“反”

    import java.util.Date;

    public class ReflectTest2 {
    public static void main(String[] args) {
        Date date = new Date();
        System.out.println(date.getClass());
    }
    }
    "class java.util.Date"

     发现调用了getClas()方法后的输出，就输出了类的完整名称，等于找到了对象的出处。

  • Class类对象实例化

    java.lang.Class是一个类，这个类是反射操作的源头，即：所有的反射都要从类开始进行，而最关键的是这个类有三种实例化方法：

1.****调用Object类中的getClass()方法：

    import java.util.Date;

    public class ReflectTest3 {
    public static void main(String[] args) {
        Date date = new Date();
        Class<?> cls =  date.getClass();
        System.out.println(cls);
    }
    }
    "class java.util.Date"

2. 使用“类.class”取得：

    import java.util.Date;

    public class ReflectTest4 {
    public static void main(String[] args) {
        Class<?> cls =  Date.class;
        System.out.println(cls);
    }
    }
    "class java.util.Date"

     之前是在实例化了Date对象之后取得的Class类对象，但是现在并没有实例化对象的产生。这种方法用在Hibernate、Mybatis、Spring等。

**3. 调用Class类提供的一个方法--实例化Class对象（在java.lang.Object下****public ****static **

** Class<?> forName(String className) throws ClassNotFoundException）：**

    public class ReflectTest5 {
    public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException {
        Class<?> cls =  Class.forName("java.util.Date");
        System.out.println(cls);
    }
    }
    "class java.util.Date"

      此时可以不使用import语句导入一个明确的类，而类的名称是采用字符串的形式进行描述的。

反射实例化对象

     当拿到一个类的时候，肯定要直接使用关键字new 进行对象实例化操作这属于我们习惯性的做法。如果拿到Class类对象，那么就可以做到利用反射来实例化对象操作：

public T newInstance() throws InstantiationException,IllegalAccessException

范例: 利用反射来实例化对象

    /*正常实例化*/
    class Book{
    public Book(){
        System.out.println("*** Book的构造方法 ***");
    }
    @Override
    public String toString() {
        return "--- 这是Book方法 ---";
    }
    }
    public class ReflectTest6 {
    public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException {
        Book b = new Book();
        System.out.println(b);
    }
    }
    "*** Book的构造方法 ***
     --- 这是Book方法 ---"复制代码

    package com.jkx.lzh.test;    
    /*反射实例化*/
    class Book{
    public Book(){
        System.out.println("*** Book的构造方法 ***");
    }
    @Override
    public String toString() {
        return "--- 这是Book方法 ---";
    }
    }
    public class ReflectTest7 {
    public static void main(String[] args) throws InstantiationException, 
            IllegalAccessException, ClassNotFoundException{
        Class<?> cls = Class.forName("com.jkx.lzh.test.Book");
        Object obj = cls.newInstance();
    }
    }
    "*** Book的构造方法 ***"复制代码

     class Book{
    public Book(){
        System.out.println("*** Book的构造方法 ***");
    }
    @Override
    public String toString() {
        return "--- 这是Book方法 ---";
    }
    }
    public class ReflectTest8 {
    public static void main(String[] args) throws InstantiationException, 
            IllegalAccessException, ClassNotFoundException{
        Class<?> cls = Class.forName("com.jkx.lzh.test.Book");
        Object obj = cls.newInstance();
        Book b = (Book) obj;
        System.out.println(b);
    }
    }
"*** Book的构造方法 ***
     --- 这是Book方法 ---"复制代码

    有了反射之后，以后进行对象化实例化的操作不在只是单独的依靠关键字new完成了，反射也同样可以，但是这并不表示new就被完全取代了。

    这样有人就会说：“下面两行代码相当于：Book b = new  Book();这样不是更复杂了，么“。

    Class<?> cls = Class.forName("com.jkx.lzh.test.Book");     
    Object obj = cls.newInstance();

     PS： 在任何的开发之中，new是造成耦合的最大元凶。一切的耦合都起源于new。

    ** 范例：**观察工厂模式-->

    interface Fruit{
    void eat();
    }
    class Apple implements Fruit{
    @Override
    public void eat() {
        System.out.println("* 吃苹果 *");
    }
    }
    class Factory{
    public static Fruit getInstance(String className){
        if("apple" == className){
        return new Apple();
        }
        return null;
    }
    }
    public class TestFactory {
    public static void main(String[] args) {
        Fruit f = Factory.getInstance("apple");
        f.eat();
    }
    }
    "* 吃苹果 *"

     代码如上，但是此时，如果我们要增加一个Fruit接口子类“orange”，就意味着我们就要修改工厂模式的方法。

    class Orange implements Fruit{
    @Override
    public void eat() {
        System.out.println("* 吃橘子 *");
    }
    }
    class Factory{
    public static Fruit getInstance(String className){
        if("apple" == className){
        return new Apple();
        }else if("orange" == className){
        return new Orange();    
            }
        return null;
    }
    }

      由此可见，每增加一个Fruit接口子类，就要修改工厂类，那么如果随时需要增加子类呢？

      因为现在工厂类都是new关键字直接实例化的，所以new就造成了所有问题的关键点。要想解决这一问题，就只能依靠反射完成。

修改工厂模式的方法如下：

    package com.jkx.lzh.test;

    interface Fruit{
    void eat();
    }
    class Apple implements Fruit{
    @Override
    public void eat() {
        System.out.println("* 吃苹果 *");
    }
    }
    class Orange implements Fruit{
    @Override
    public void eat() {
        System.out.println("* 吃橘子 *");
    }
    }
    class Factory{
    public static Fruit getInstance(String className){
        Fruit f = null;
        try {
            f = (Fruit) Class.forName(className).newInstance();
        } catch (Exception e) {
        e.printStackTrace();
        }
        return f;
    }
    }
    public class TestFactory {
    public static void main(String[] args) {
        Fruit f = Factory.getInstance("com.jkx.lzh.test.Apple");
        f.eat();
    }
    }

    此时的程序就真正的完成了解耦合的目的，而且可扩展性非常强。

使用反射调用构造

    在之前所编写的代码中，我们都默认调用了类中的无参构造方法。可是类中也有可能不提供无参构造方法。

范例：观察当前程序的问题

Book.java

    package com.jkx.lzh.po;

    public class Book {
    private String title;
    private double price;
    public Book(String title,double price){
        this.title = title;
        this.price = price;
    }
    public String toString(String title,double price) {
        return "书名："+ this.title + "价格： " + this.price ;
    }
    }

ReflectTest9.java

    package com.jkx.lzh.test;

    public class ReflectTest9 {
    public static void main(String[] args) throws InstantiationException, 
            IllegalAccessException, ClassNotFoundException{
        Class<?> cls = Class.forName("com.jkx.lzh.po.Book");
        Object obj = cls.newInstance();
        System.out.println(obj);
    }
    }

以上代码由于Book没有无参构造方法（<init>()），所以抛出以下异常：

Exception in thread "main" java.lang.InstantiationException: com.jkx.lzh.po.Book
    at java.lang.Class.newInstance(Class.java:427)
    at com.jkx.lzh.test.ReflectTest1.main(ReflectTest1.java:7)
Caused by: java.lang.NoSuchMethodException: com.jkx.lzh.po.Book.<init>()
    at java.lang.Class.getConstructor0(Class.java:3082)
    at java.lang.Class.newInstance(Class.java:412)
    ... 1 more

那么怎么解决这个问题呢？

在Class类中提供了这么一个构造方法可以取得构造：

  1. 取得全部构造方法：public Constructor<?>[] getConstructors() throws SecurityException;
  2. 取得一个指定参数顺序的构造：public Constructor<T>(Class<?> ... ParameterTypes) throws NoSuchMethodException,SecurityException;

以上两个方法返回都是“java.lang.reflect.Constructor”类的对象。在这个类中我们提供一个明确传递有参构造内容实例化对象方法：

public T newInstance(Object... initargs) throws InstantiationException,IllegalAccessException,IllegalAccessException,IllegalArgumentException,InvocationTargetException;

范例：明确调用类中的构造方法

ReflectTest9.java修改如下：

    import java.lang.reflect.Constructor;
    import java.lang.reflect.InvocationTargetException;

    public class ReflectTest9 {
    public static void main(String[] args) throws InstantiationException, 
            IllegalAccessException, ClassNotFoundException, NoSuchMethodException, 
            SecurityException, IllegalArgumentException, InvocationTargetException{

                Class<?> cls = Class.forName("com.jkx.lzh.po.Book");
            //public Book(String title,double price);Constructor传的是有参构造的参数类型
            Constructor<?> con = cls.getConstructor(String.class,double.class);
            Object obj = con.newInstance("JAVA 反射,",82.22);
            System.out.println(obj);
    }
    }
    "书名：JAVA 反射价格： 82.22"

     以上给我一个警示：在我们的简单java类的开发中不管提供多少构造方法，我们至少要保留无参构造方法。

反射调用方法

** 类中普通方法只有在这个类实例化对象之后才能被调用。并且实例化方法有三种（new，conle，反射）**

范例：定义一个类

    public class Book {
    private String title;
    public String getTitle() {
        return title;
    }
    public void setTitle(String title) {
        this.title = title;
    }
    }

这个类有无参构造方法，所以实例化对象的时候可以直接利用Class提供的newInstance方法

在Class类里面提供有以下取得类中Method()的操作：

1. 取得一个类中的全部方法：
public Method[] getMethods() throws SecurityException;

2. 取得类中指定方法：
public Method getMethod(String name,Class<?> ... ParameterTypes) throws NoSuchMethodException,SecurityException;

以上两个操作返回的是“java.lang.reflect.Method”类对象,在这里类里面我们重点关注一个方法：调用方法-->

public Object invoke(Object obj,Object args) throws IllegalAccessException,IllegalArgumentException,InvocationTargetException;

范例：反射调用方法

    import java.lang.reflect.InvocationTargetException;
    import java.lang.reflect.Method;

    public class ReflectTest10 {
    public static void main(String[] args) throws InstantiationException, 
            IllegalAccessException, ClassNotFoundException, NoSuchMethodException, 
            SecurityException, IllegalArgumentException, InvocationTargetException{
        String fileName = "title";//要操作的成员
        Class<?> cls = Class.forName("com.jkx.lzh.po.Book");
        Object obj = cls.newInstance();//必须实例化对象
        Method setMet = cls.getMethod("set"+ inticap(fileName) , String.class);
        Method getMet = cls.getMethod("get"+ inticap(fileName));
        setMet.invoke(obj, "JAVA 反射");
        System.out.println(getMet.invoke(obj));
    }
    public static String inticap(String str){
        return str.substring(0,1).toUpperCase() + str.substring(1);
    }
    }
"JAVA 反射"复制代码

此时我们完全看不到操作类型，也就是说利用反射可以实现任意类的指定方法调用。

反射调用成员

  • 类中属性一定要在本类实例化对象产生之后才可以分配内存空间。在Class类中提供了取得成员的方法：

    1. 取得全部成员：public Filed[] getDeclaredFileds() throws SecurityException;

    1. 取得指定成员：public Filed getDeclaredFiled(String name) throws NoSuchMethodException,SecurityException;

  • 返回的类型是“java.lang.reflect.Filed”类，在这个类里面有两个重要的方法：

    1. 取得属性的内容：public Object getObject(Object obj) throws IllegalAccessException,IllegalArgumentException

    2. 设置属性的内容：public void Object getObject(Object obj,Object values) throws IllegalAccessException,IllegalArgumentException

  • 在“java.lang.reflect.AccessibleObject”类下面（在JDK1.8之后修改）：

    1. Executable下面继承了Constructor,Method;

    2. Filed: 在这个类中提供有一个方法：public void setAccessible(boolean flag) throws SecurityException;设置是否取消封装

范例：现在提供如下类

    package com.jkx.lzh.po;

    public class Book {
        private String title;
    }

这个类中定义了一个私有属性，按照我们原始的做法，此时它一定无法被外部所使用。

范例： 但是使用setAccessible取消封装就可以使用了

import java.lang.reflect.Field;

public class ReflectTest11 {
    public static void main(String[] args) throws NoSuchFieldException, 
            SecurityException, ClassNotFoundException, 
            InstantiationException, IllegalAccessException {
        Class<?> cls = Class.forName("com.jkx.lzh.po.Book");
        Object obj = cls.newInstance();//必须实例化对象
        Field titleField = cls.getDeclaredField("title");
        titleField.setAccessible(true);
        titleField.set(obj, "JAVA 反射");//相当于：Book对象.title = "JAVA 反射";
        System.out.println(titleField.get(obj));//相当于：Book对象.title;
    }
} 
"JAVA 反射"

构造方法和普通方法同样可以取消，只不过我们很少这样去做，而且对于属性的访问还是建议使用settr、gettr

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