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反射是Java的一个特点,也是使原本为静态语言的Java,多了那么一些灵活性,在理解各个框架源码以及组件内容的时候是一个不错的知识点,比如注解,这是一个非常常见,又很好使的玩意,之前也有简单的学习---Java 注解 基础、Java 注解 实践
从主要以下几点开始学习
- Class类的使用
- 方法的反射
- 成员变量的反射
- 构造器的反射
- Java类加载机制
-
Class类 和 面向对象
在面向对象的环境中,万事万物皆对象,但也总有例外,Java中有两个不属于对象,一个是普通数据类型,一个是静态的成员
普通数据类型有封装类的弥补,静态的属于类,那么类是不是对象呢,类是对象,是java.lang.Class类的实例对象,看文字还比较容易理解,中文说出来就比较绕口, 英文: there is a class named Class
一个普通的类的实例对象表示
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public class Coo {
//Doo的实例对象 以doo表示
Doo doo=new Doo();
}
class Doo{}
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那么一个Class类的实例对象,有三种表示方式,但不能是new Class,因为下面源码中也解释为什么
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/*
* Private constructor. Only the Java Virtual Machine creates Class objects.
* This constructor is not used and prevents the default constructor being
* generated.
*/
private Class(ClassLoader loader) {
// Initialize final field for classLoader. The initialization value of non-null
// prevents future JIT optimizations from assuming this final field is null.
classLoader = loader;
}
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上面是Class类中的一个构造器,是私有的,而且注释说只有JVM创建Class对象,在以前的Java版本中你可能会看到一个无参的构造器,没关系,那你的构造器也绝对是私有,不能直接创建,在上面中出现了一个JIT编译的关键词,有兴趣的小伙伴可以研究扩展
任何类都是Class的实例对象,下面三种方式:
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public class Coo {
//Doo的实例对象 以doo表示
Doo doo=new Doo();
//①可以看出Doo类有一个隐含的静态成员变量class
Class first=Doo.class;
//②已知类的对象，通过getClass获取
Class second=doo.getClass();
//重理解一次：doo代表Doo类的实例对象，first、second代表的是Class的实例对象
//这个Class的实例对象又证明说Doo这个类本身是一个实例对象的存在
//一本正经的胡说八道，那么给一个官方给出的说法是这样的 ：first、second表示了Doo类的类 类型（class type）
//所有东西都是对象，类也是对象，是Class的实例对象，这个对象称为该类的类类型
//就可以分析到，Doo的对象是doo，Doo的类类型是Class的对象first、second
//不管哪种表达方式表示Doo的类类型，一个类只可能是Class类的一个实例对象，所以first == second
//③需要异常处理，参数为类的全称"com.cloud.eureka.Doo"
Class third=null;
{
try {
third = Class.forName("com.cloud.eureka.Doo");
} catch (ClassNotFoundException e) {
e.printStackTrace();
}
}
//依然存在 first == second == third
//由此可见，我们可以通过类的类类型创建该类的对象，通过first、second、third创建
//需要异常处理，是谁的类的类类型对象，创建的对象就是谁，需要强转
//newInstance前提需要无参构造方法
{
try {
Doo dooFirst= (Doo) first.newInstance();
} catch (InstantiationException e) {
e.printStackTrace();
} catch (IllegalAccessException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
class Doo{}
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Java 动态加载类信息
三种表示Class的实例对象中,第三种具有很好的动态加载类③
- 可以表示类的类类型,还可以动态加载类
- 区分编译、运行
- 编译时加载类属于静态加载类
- 运行时加载类属于动态加载类
很多时候,大家都是通过工具(IDEA、eclipse等)进行办公或者学习,编译和运行都是由工具来辅助完成的,那么我们需要知道编译、运行的区别
1.2..3...好,我们得到了编译、运行知识的技能
只要是在类里面用到的,都隐含class,对应的类的类类型,如下:
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public class Coo {
Class c0=int.class;
Class c1=String.class;
Class c2=Double.class;
Class c3=void.class;
// package不是在类里面的，error
// Class c4=package.class;
}
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在Doo类中,写个方法
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class Doo{
public static void staticVoidMethod(Object o){
//传递的是什么类型，就是什么类型
Class co=o.getClass();
}
}
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o传递的是什么对象,co就是该类的类类型,那么底层怎么实现的,可能会比较复杂,贴一份源码
public final native Class<?> getClass();
这是一个native声明的一个方法,称为本地方法,Java中有一项技术JNR,使用Java声明,C语言实现,Java 中调用...一堆,有兴趣的可以了解了解,效果就是上面说的,返回类的类类型
下面是简单的通过Class获取类的信息:
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class Doo {
public static void staticVoidMethod(Object o) {
//传递的是什么类型，就是什么类型
Class co = o.getClass();
System.out.println("类的全名称：" + co.getName());
System.out.println("类的名字：" + co.getSimpleName());
//Method类，方法对象
//一个成员方法 就是 一个Method对象
//getMethods 获取所有public的方法，其中包括父类继承的函数
Method[] allMethods = co.getMethods();
//getDeclaredMethods获取该类自己声明的方法
Method[] thisMethods = co.getDeclaredMethods();
for (Method method : allMethods) {
//method.getReturnType()得到的是类的类类型
//比如返回值是String，那么得到的是String.class的类类型，通过getName获取名称
System.out.println("返回类型：" + method.getReturnType().getName());
System.out.println("方法名称：" + method.getName());
//获取参数类型
Class[] parameterTypes = method.getParameterTypes();
for (Class c : parameterTypes) {
System.out.println("参数类型：" + c.getName());
}
System.out.println("====================================");
}
//成员变量 =》对象
//属于java.lang.reflect.Field
//Field封装了关于成员变量的操作
//getFields获取所有public的成员变量
Field[] field=co.getFields();
//得到自己声明的成员变量
Field[] declaredFields=co.getDeclaredFields();
for (Field fields:field) {
System.out.println("成员变量类型"+fields.getType());
System.out.println("成员变量名称"+fields.getName());
}
}
}
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简单来一个main方法,加入一个String类
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public class Coo {
public static void main(String[] args) {
String hello=new String();
Doo.staticVoidMethod(hello);
}
}
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控制台打印 , 所有String内的方法信息:
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类的全名称：java.lang.String[/font][/align]类的名字：String
返回类型：boolean
方法名称：equals
参数类型：java.lang.Object
====================================
返回类型：java.lang.String
方法名称：toString
====================================
返回类型：int
方法名称：hashCode
====================================
返回类型：int
方法名称：compareTo
参数类型：java.lang.Object
====================================
//......
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可以总结出来,getDeclaredXXX()方法都是获取自己声明的内容,包括成员变量,构造器,方法等等,直接的getXXX()方法部分会获取所有内容包括父类的内容,另外数组是一个特殊的存在,打印的是“0]”差不多的样子,在JVM对数组的存储方式也比较VIP,有兴趣的可以理解扩展
方法的反射
上面有获取所有的方法的示例,下面来学习如何获取某一个方法以及方法的反射操作
①方法的名称和方法的参数列表可以唯一定位某一个方法
②method.invoke(对象,参数列表)
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public class MethodReflect {
//获取getMethod方法，获取①号
public static void main(String[] args) {
MethodDemo demo = new MethodDemo();
//1.获取类信息
Class c0 = demo.getClass();
//2.获取方法
try {
//第一种写法
Method method1 = c0.getDeclaredMethod("getMethod", new Class[]{String.class, String.class});
//第二种写法
Method method2 = c0.getDeclaredMethod("getMethod", String.class, String.class);
//平时正常的调用方法： demo.getMethod(str0,str1)
//现在使用method1来调用--public Object invoke(Object obj, Object... args)
//第一个参数是调用的类，第二个参数是可用可无，按定义的方法来录入（str0,str1）
//invoke的方法如果有返回值，则返回Object的值，void的返回值为null
try {
Object object1 = method1.invoke(demo, new Object[]{"hello", " world"});
Object object2 = method2.invoke(demo, "hello", " world");
} catch (IllegalAccessException e) {
e.printStackTrace();
} catch (InvocationTargetException e) {
e.printStackTrace();
}
} catch (NoSuchMethodException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
class MethodDemo {
//①
public void getMethod(String a, String b) {
System.out.println("concat: " + a + b);
}
//②
public void getMethod(int a, int b) {
System.out.println("sum: " + a + b);
}
}
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反射和泛型
泛型不说了,非常的常用,比如list,map等等,约定类型,不多做解释,直接先来一个操作,比对List和List<String>是否相等
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public class Coo {
public static void main(String[] args) {
//无泛型
List list0=new ArrayList();
//String泛型
List<String> list1=new ArrayList<>();
list1.add("hello");
Class c0=list0.getClass();
Class c1=list1.getClass();
//输出
System.out.println(c0==c1);
}
}
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输出的结果是true, 编译后的class文件也可以当成字节码,说明反射的操作都是编译之后的操作,而且返回true说明编译之后list的泛型被抹去了,去泛型化的,得到Java的泛型是一种规范,只在编译时有效,跳过编译编译就无效了,为了验证这一点,刚好可以使用反射来做一个验证
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//获取list1<String> 中的 add方法 ,向里面加一个int类型的值
Method method=c1.getMethod("add",Object.class);
method.invoke(list1,100);
System.out.println(list1.size());
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list1的大小改变了,说明添加成功了,也验证了Java泛型只在编译期有效,运行时则去泛型化,如果去遍历这个list1是会报类型转化异常的
反射的用处有很多,比如工具类,源码理解,注解解析等等,再例如excel导出导入这样的操作,网上也有非常多的poi操作案例,也可以用反射+注解的方式非常简洁的实现; 例如spring源码中很多的注解@Autowired、@SpringCloudApplication、@Service...等等很多很多
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