反射初識

反射

1. 反射概述

1.1 Java文件和.class文件的關係

Java文件
	Java文件中包含代碼的所有內容，類，接口，成員變量，成員方法....

.class字節碼問題
	.java文件 通過 javac編譯工具生成對應的.class字節碼文件
	使用JDK中提供的反編譯工具，可以看到.class文件中包含 
		Class 完整的包名.類名
		Field 成員變量，成員變量的名字和成員變量的數據類型[如果是引用數據類型，也是
			完整的包名.類名]
		Method 成員方法，方法權限修飾符，返回值類型，方法名，形式參數列表數據類型

總結：
	.class字節碼文件中，包含了Java文件的所有內容

1.2 程序加載過程和.class文件的關係

	在Java文件運行過程中，當前程序需要哪一個類參與代碼執行，那麼就需要加載這個類的.class字節碼文件，該.class字節碼文件時在程序的加載階段，存在於內存的【代碼區】
	
	.class字節碼文件既然加載到內存的【代碼區】
	.class文件中包含對應Java程序的所有內容
	代碼區存在一塊空間 ==> .class ==> Java程序的所有內容

1.3 Java中的萬物皆對象

	在Java代碼中，把在內存代碼區保存的.class字節碼內存空間，看做是一個對象。而該對象中包含了對應Java文件的所有內容。

1.4 Class到底是什麼？

class Person {
    int age;
    String name;
    
    public Person() {}
    
    public Person(int age, String name) {
        this.age = age;
        this.name = name;
    }
    
    public void test() {
        sout("方法");
    }
}

class Dog {
    String name;
    char gender;
    
    public Dog() {}
    
    public Dog(String name, char gender) {
        this.name = name;
        this.gender = gender;
    }
    
    public void eat() {
        sout("狗狗喫肉");
    }
}

2. 反射必會方法【重點】

2.1 Class涉及到的方法

Class Class.forName(String packageNameAndClassName);
	Class類的靜態成員方法，通過完整的包名.類名獲取對應.class文件的Class對象
    同時也可以作爲.class文件加載的方法。

Class 類名.class;
    通過類名.class方法，獲取對應的Class類對象，通常用於方法的參數類型。

Class 類對象.getClass();
	通過類對象獲取對應.class的Class類對象，方法參數，或者說數據類型判斷。

package com.qfedu.a_reflect;

/*
Class Class.forName(String packageNameAndClassName);    
	Class類的靜態成員方法，通過完整的包名.類名獲取對應.class文件的Class對象   
	同時也可以作爲.class文件加載的方式。
​Class 類名.class;    
	通過類名.class方法，獲取對應的Class類對象，通常用於方法的參數類型。
​Class 類對象.getClass();    
	通過類對象獲取對應.class的Class類對象，方法參數，或者說數據類型判斷。
 */
public class GetClassObject {
	public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException {
		System.out.println(123456);
		
		Class<?> forName = Class.forName("com.qfedu.a_reflect.Person");
		
		Class<com.qfedu.a_reflect.Person> cls = Person.class;
		
		Class<? extends Person> class1 = new Person().getClass();
		
		/*
		 * 請問這個三個Class對象是不是同一個Class對象???
		 * 		Class對象對應的是在內存代碼區的.class文件佔用的內存空間
		 * 		Class引用數據類型變量保存的就是當前空間首地址，
		 * 		Java程序中，.class字節碼文件有且之加載一次
		 * 		.class文件佔用的空間獨一份，不管通過哪一種方式獲取對應的Class類對象
		 * 		都是同一個對象
		 */
		System.out.println(forName == cls);
		System.out.println(class1 == cls);
		System.out.println(class1 == forName);
	}
}

2.2 Constructor 構造方法類涉及到的方法

public Constructor[] getConstructors();
	獲取當前Class類對象對應Java文件中，所有【public修飾構造方法的類對象數組】
	
public Constructor[] getDeclaredConstructors();
	【暴力反射】
	獲取當前Class類對象對應Java文件中，所有【構造方法的類對象數組】，包括私有化構造方法。
	
【回顧】
	new Person();
	new Person(1);
	因爲這裏利用了重載的知識點，會根據實際【參數類型】，來選擇對應的構造方法。
【推理】
	通過Class類對象，獲取指定構造方法，需要根據構造方法的所需的參數數據類型來完成。

public Constructor getConstructor(Class... initArgumentTypes);
	根據指定的數據類型，來選擇對應的構造方法，這裏可能會拋出異常。
	這裏有且只能獲取獲取類內的指定數據類型public修飾構造方法類對象
	Class: 約束數據類型，當前方法所需的參數類型
		例如: 
			這裏需要int類型 int.class
			這裏需要String類型 String.class
			之類需要Perosn類型 Person.class
		異常:
			NoSuchMethodException
	... : 不定長參數
		構造方法需要的參數類型是很多的，有可能無參數，有可能有參數。... 不定長參數
		類約束使用，增強代碼的普適性
		例如:
			這裏無參數 () or (null)
			參數類型int類型 (int.class)
			參數類型int, String類型 (int.class, String.class)
	initArgumentTypes:
		參數名 初始化參數類型複數
		
public Constructor getDeclaredConstructor(Class... initArgumentTypes);
	【暴力反射】
	根據指定的數據類型，來選擇對應的構造方法，這裏可能會拋出異常。
	這裏可以獲取指定參數類型私有化構造方法和非私有化構造方法
	Class: 約束數據類型，當前方法所需的參數類型
		例如: 
			這裏需要int類型 int.class
			這裏需要String類型 String.class
			之類需要Perosn類型 Person.class
		異常:
			NoSuchMethodException
	... : 不定長參數
		構造方法需要的參數類型是很多的，有可能無參數，有可能有參數。... 不定長參數
		類約束使用，增強代碼的普適性
		例如:
			這裏無參數 () or (null)
			參數類型int類型 (int.class)
			參數類型int, String類型 (int.class, String.class)
	initArgumentTypes:
		參數名 初始化參數類型複數
		
Object newInstance(Object... initArguments);
	通過Constructor對象來調用，傳入當前構造方法所需創建對象的初始化參數，創建對象。
	Object: Object類是Java中所有類的基類，這裏可以傳入任意類型的參數
	... : 不定長參數，因爲Constructor類對象在獲取的過程中，約束的參數個數都不確定，
	這裏使用不定長參數來傳入數據

package com.qfedu.a_reflect;

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

/*
 * 操作Constructor
 */
public class GetConstructorObject {
	public static void main(String[] args) 
			throws ClassNotFoundException, 
			NoSuchMethodException, SecurityException, 
			InstantiationException, IllegalAccessException, 
			IllegalArgumentException, InvocationTargetException {
		/*
		 * 根據指定的包名.類名，獲取對應的Class對象
		 */
		Class<?> cls = Class.forName("com.qfedu.a_reflect.Person");
		
		/*
		 * 獲取當前Person類內所有非私有化構造方法
		 */
		Constructor<?>[] constructors = cls.getConstructors();
		for (Constructor<?> constructor : constructors) {
			System.out.println(constructor);
		}
		
		System.out.println("----------------------------------------------------");
		System.out.println();
		
		/* 
		 * 暴力反射，獲取Person類內所有的構造方法，包括私有化構造方法
		 */
		Constructor<?>[] declaredConstructors = cls.getDeclaredConstructors();
		for (Constructor<?> constructor : declaredConstructors) {
			System.out.println(constructor);
		}
		
		System.out.println("----------------------------------------------------");
		System.out.println();
		
		/*
		 * 根據指定參數類型獲取public修飾的構造方法對象
		 * 如果沒有指定參數的構造方法，運行異常java.lang.NoSuchMethodException
		 */
		Constructor<?> constructor1 = cls.getConstructor();
		Constructor<?> constructor2 = cls.getConstructor(int.class);
		Constructor<?> constructor3 = cls.getConstructor(int.class, String.class);
		System.out.println(constructor1);
		System.out.println(constructor2);
		System.out.println(constructor3);
		
		// Constructor<?> constructor = cls.getConstructor(String.class);
		// System.out.println(constructor);
		System.out.println("----------------------------------------------------");
		System.out.println();
		
		/*
		 * 通過暴力反射可以獲取任意權限修飾符，符合參數要求的構造方法對象
		 */
		Constructor<?> declaredConstructor1 = cls.getDeclaredConstructor();
		Constructor<?> declaredConstructor2 = cls.getDeclaredConstructor(String.class);
		System.out.println(declaredConstructor1);
		System.out.println(declaredConstructor2);
		
		System.out.println("----------------------------------------------------");
		System.out.println();
		
		/*
		 * 通過無參數Constructor對象執行newInstance方法
		 * 這裏明確是一個Person類型，可以使用強制類型轉換
		 * 這裏使用的是public修飾的構造方法
		 */
		Person p1 = (Person) constructor1.newInstance();
		System.out.println(p1);
		System.out.println(new Person());
		System.out.println(constructor3.newInstance(1, "騷磊"));
		
		System.out.println("----------------------------------------------------");
		System.out.println();
		
		// 給予通過暴力反射獲取到的非公開權限成員變量，成員方法，構造方法，操作權限
		// 暴力反射的爲所欲爲操作
		declaredConstructor2.setAccessible(true);
		Person p2 = (Person) declaredConstructor2.newInstance("騷磊");
		System.out.println(p2);
	}
}

2.3 Method成員方法涉及到的方法

問題:
	請問調用執行成員方法時，有哪些需要考慮的內容？
		調用者
			類名，對象
		方法名
		參數
	
	如果需要通過Class對象來獲取Method對象，你認爲有哪些必要的內容需要考慮?
		參數
		方法名
		權限修飾符

Method[] getMethods();
	獲取類內所有public修飾的成員方法，包括從父類繼承而來的public修飾方法。

Method[] getDeclaredMethods();
	暴力反射
	獲取類內所有成員方法，但是不包括從父類繼承而來的方法。

Method getMethod(String methodName, Class... parameterTypes);
	根據指定的方法名和對應的參數類型，獲取對應的public修飾的成員方法
	methodName: 
		方法名，指定獲取的是哪一個方法
	parameterTypes:
		Class用於約束當前使用你的參數數據類型
		... 不定長參數，方法參數個數，順序，有參無參問題
	例如：
		cls是Class類對象
		cls.getMethod("setName", String.class);
		cls.getMethod("getName");		

Method getDeclaredMethod(String methodName, Class... parameterTypes);
	根據指定的方法名和對應的參數類型，獲取對應的成員方法，包括私有化成員方法，但是不
	包括從父類繼承而來的方法
	methodName: 
		方法名，指定獲取的是哪一個方法
	parameterTypes:
		Class用於約束當前使用你的參數數據類型
		... 不定長參數，方法參數個數，順序，有參無參問題
	例如：
		cls是Class類對象
		cls.getMethod("setName", String.class);
		cls.getMethod("getName");		

Object invoke(Object obj, Object... arguments);
	通過Method類對象調用，執行對應的方法，需要的參數
	obj : 
		執行當前方法的執行者
	arguments:
		Object... 不定長參數，當前方法執行所需的實際參數，

package com.qfedu.a_reflect;

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

/*
 * Method成員方法涉及到的內容
 */
public class GetMethodObject {
	public static void main(String[] args) 
			throws ClassNotFoundException,
			NoSuchMethodException, SecurityException, InstantiationException, IllegalAccessException, IllegalArgumentException, InvocationTargetException {
		/*
		 * 根據指定的包名.類名，獲取對應的Class對象
		 */
		Class<?> cls = Class.forName("com.qfedu.a_reflect.Person");
		
		/*
		 * 獲取類內所有public修飾的成員方法，包括從父類繼承而來的方法
		 */
		Method[] methods = cls.getMethods();
		for (Method method : methods) {
			System.out.println(method);
		}
		
		System.out.println("-------------------------------------------------------");
		System.out.println();
		
		/*
		 * 獲取類內所有成員方法，包括私有化成員方法，但是不包括父類繼承而來的方法
		 */
		Method[] declaredMethods = cls.getDeclaredMethods();
		
		for (Method method : declaredMethods) {
			System.out.println(method);
		}
		
		System.out.println("-------------------------------------------------------");
		System.out.println();
		
		/*
		 * 根據指定的方法名和參數類型，獲取類內public修飾的成員方法
		 */
		Method game1 = cls.getMethod("game");
		Method game2 = cls.getMethod("game", String.class);
		// Method game3 = cls.getMethod("game", int.class);
		
		System.out.println(game1);
		System.out.println(game2);
		// System.out.println(game3);
		
		System.out.println("-------------------------------------------------------");
		System.out.println();
		
		/*
		 * 根據指定的方法名和參數類型，獲取類內private修飾的成員方法
		 * 暴力反射
		 */
		Method declaredMethod1 = cls.getDeclaredMethod("testPrivate");
		Method declaredMethod2 = cls.getDeclaredMethod("testPrivate",String.class);
		
		System.out.println(declaredMethod1);
		System.out.println(declaredMethod2);

		System.out.println("-------------------------------------------------------");
		System.out.println();
		
		Object obj = cls.getConstructor().newInstance();
		/*
		 * 執行public修飾的成員方法
		 */
		game1.invoke(obj);
		game2.invoke(obj, "WOT");
		
		System.out.println("-------------------------------------------------------");
		System.out.println();
		
		/*
		 * 給予暴力反射操作權限的情況下，執行私有化成員方法
		 */
		declaredMethod1.setAccessible(true);
		declaredMethod1.invoke(obj);
		
		declaredMethod2.setAccessible(true);
		declaredMethod2.invoke(obj, "烤羊排");
	}
}

2.4 Field成員變量涉及到方法

Field[] getFields();
	獲取類內所有public修飾的成員變量
Field[] getDeclaredFields();
	獲取類內所有成員變量，包括私有化成員方法

Field getField(String fieldName);
	獲取指定變量名的成員變量對象，要求是public修飾的成員變量

Field getDeclaredField(String fieldName);
	獲取指定變量名的成員變量對象，包括private私有化修飾的成員變量
	
void set(Object obj, Object value);
	設置指定調用者中對應成員變量的數據
	obj : 調用者
	value: 對應當前成員變量需要賦值的內容
Object get(Object obj);
	獲取指定調用者中指定成員變量的數據
	obj: 調用者

package com.qfedu.a_reflect;

import java.lang.reflect.Field;
import java.lang.reflect.InvocationTargetException;

/*
 * 獲取成員變量Field對象
 */
public class GetFieldObject {
	public static void main(String[] args) 
			throws ClassNotFoundException, 
			NoSuchFieldException, SecurityException, 
			InstantiationException, IllegalAccessException, 
			IllegalArgumentException, InvocationTargetException, 
			NoSuchMethodException {
		/*
		 * 根據指定的包名.類名，獲取對應的Class對象
		 */
		Class<?> cls = Class.forName("com.qfedu.a_reflect.Person");
		
		Field[] fields = cls.getFields();
		for (Field field : fields) {
			System.out.println(field);
		}
		
		System.out.println("-------------------------------------------------------");
		System.out.println();
		
		Field[] declaredFields = cls.getDeclaredFields();
		for (Field field : declaredFields) {
			System.out.println(field);
		}
		
		System.out.println("-------------------------------------------------------");
		System.out.println();
		
		Field field = cls.getField("test");
		System.out.println(field);
		
		System.out.println("-------------------------------------------------------");
		System.out.println();
		
		Field id = cls.getDeclaredField("id");
		Field name = cls.getDeclaredField("name");
		
		System.out.println(id);
		System.out.println(name);
		
		System.out.println("-------------------------------------------------------");
		System.out.println();
		
		Object obj = cls.getConstructor().newInstance();
		System.out.println(obj);
		
		field.set(obj, 20);
		System.out.println(obj);
		
		id.setAccessible(true);
		name.setAccessible(true);
		
		id.set(obj, 1);
		name.set(obj, "騷磊");
		
		System.out.println(obj);
		
		System.out.println(field.get(obj));
		System.out.println(id.get(obj));
		System.out.println(name.get(obj));
	}
}

2.5 給予暴力反射私有化內容的權限操作

setAccessible(boolean flag);
給予Constructor，Method, Field對象，私有化內容，操作權限設置
true表示可以操作