反射---Java高級開發必須懂的

 

 

理解反射對學習Java框架有很大的幫助，如Spring框架的核心就是使用Java反射實現的，而且對做一些Java底層的操作會很有幫助。 

一、Class類的使用

        1、萬事萬物皆對象，（當然，基本數據類型，靜態成員不是面向對象（屬於類的）），所以我們創建的每一個類也都是對象，即類本身是java.lang.Class類的實例對象，但是這些對象都不需要new出來，因為java.lang.Class類的構造方法是私有的

        2、任何一個類都是Class類的實例對象，這個實例對象有三種表示方式：(我們新建一個Student類)

              ① Class c1 = Student.class;//實際告訴我們任何一個類都有一個隱含的靜態成員變量class（知道類名時用）

              ② Class c2 = stu.getClass();//已知該類的對象通過getClass方法（知道對象時用）  

              ③Class c3 = Class.forName("類的全名");//會有一個ClassNotFoundException異常

              官網解釋說：c1,c2表示了Student類的類類型（）class type)，萬事萬物皆對象，類也是對象，是Class類的實例對象，這個對象我們成為該類的類類型（有點亂，但是慢慢捋一下還是能理解的）

             這里有一點值得注意，當我們執行System.out.println(c1==c2);語句，結果返回的是true，這是為什么呢？原因是不管c1還是c2都代表了Student類的類類型，一個類可能是Class類的一個實例對象。

             我們完全可以通過類的類類型創建該類的對象實例，即通過c1或c2創建Student的實例。

             Student stu = (Student)c1.newInstance();//前提是必須要有無參的構造方法，因為該語句會去調用其無參構造方法。該語句會拋出異常。

 

二、動態加載類

         1、編譯時加載類是靜態加載類，

                 new 創建對象是靜態加載類，在編譯時刻就需要加載所有可用使用到的類，如果有一個用不了，那么整個文件都無法通過編譯

         2、運行時加載類是動態加載類      

           Class c =  Class.forName("類的全名")，不僅表示了類的類型，還表示了動態加載類，編譯不會報錯，在運行時才會加載，使用接口標准能更方便動態加載類的實現。功能性的類盡量使用動態加載，而不用靜態加載。

           很多軟件比如QQ,360的在線升級，並不需要重新編譯文件，只是動態的加載新的東西

            

三、獲取方法信息

       1、基本的數據類型，void關鍵字都存在類類型

1. Class c1 =int.class;//int的類類型
   Class c2 =String.class;//String類的類類型，可以理解為編譯生成的那個String.class字節碼文件， 3 //當然，這並不是官方的說法
   Class c3 =double.class; 5 Class c4 =Double.class; 6 Class c5 =void.class;

    

       2、Class類的基本API操作         

           

/**
 * 打印類的信息，包括類的成員函數，成員變量  3 * @param obj 該對象所屬類的信息  4 */
publicstaticvoid printClassMessage(Object obj){  6 //要獲取類的信息，首先要獲取類的類類型
Class c = obj.getClass();//傳遞的是哪個子類的對象，c就是該子類的類類型  8 //獲取類的名稱
System.out.println("累的名稱是："+c.getName()); 10 
/*
 * Method類，方法的對象 13 * 一個成員方法就是一個Method對象 14 * getMethods()方法獲取的是所有的public的函數，包括父類繼承而來的 15 * getDeclaredMethods()獲取的是多有該類自己聲明的方法，不問訪問權限 16 */
Method[] ms = c.getMethods();//c.getDeclaredMethods();
for(int i =0; i < ms.length; i++){ 19 //得到方法的返回值類型的類類型
Class retrunType = ms[i].getReturnType(); 21 System.out.print(retrunType.getName()+" "); 22 //得到方法的名稱
System.out.print(ms[i].getName()+"("); 24 //獲取的參數類型--->得到的是參數列表的類型的類類型
Class[] paraTypes = ms[i].getParameterTypes(); 26 for(Class class1 : paraTypes){ 27 System.out.print(class1.getName()+","); 28 } 29 System.out.println(")"); 30 } 31 }  

           Class的API中還有很多其他的方法，可以得到interface、Package、Annotation等很多信息，具體使用請參考幫助手冊，本文就不在詳細講解。特別注意的一點是，如果你想得到一個類的信息，首先就要獲取該類的類類型。

四、獲取成員變量構造函數信息            

/**
 * 成員變量也是對象，是java.lang.reflect.Field這個類的的對象  3 * Field類封裝了關於成員變量的操作  4 * getFields()方法獲取的是所有public的成員變量的信息  5 * getDeclareFields()方法獲取的是該類自己聲明的成員變量的信息  6 */
Field[] fs = c.getDeclaredFields();  8 for(Field field : fs){  9 //得到成員變量的類型的類類型
Class fieldType = field.getType(); 11 String typeName = fieldType.getName(); 12 //得到成員變量的名稱
String fieldName = field.getName(); 14 System.out.print(typeName+" "+fieldName); 15 } 16 

/**
 * 構造函數也是對象 20 * java.lang.Constructor中封裝了構造函數的信息 21 * getConstructor()方法獲取所有的public的構造函數 22 * getDeclaredConstructors得到所有的構造函數 23 */
Constructor[] cs = c.getDeclaredConstructors(); 25 for(Constructor constructor : cs){ 26 System.out.print(constructor.getName()+"("); 27 //獲取構造函數的參數列表---》得到的是參數雷彪的類類型
Class[] paramTypes = constructor.getParameterTypes(); 29 for(Class class1 : paramTypes){ 30 System.out.print(class1.getName()+","); 31 } 32 System.out.println(")"); 33 }

 

五、方法反射的基本操作

         1、如何獲取某個方法

            方法的名稱和方法的參數列表才能唯一決定某個方法

           Method m = c.getDeclaredMethod("方法名"，可變參數列表（參數類型.class）)

         2、方法的反射操作

             m.invoke(對象，參數列表)

             方法如果沒有返回值，返回null，如果有返回值返回Object類型，然后再強制類型轉換為原函數的返回值類型

 

六、通過反射了解集合泛型的本質         

        

ArrayList list1 =newArrayList(); 2 ArrayList<String> list2 =newArrayList<String>(); 3 
Class c1 = list1.getClass(); 5 Class c2 = list2.getClass(); 6 
System.out.println(c1==c2);//結果為true，為什么？？

 

        結果分析：因為反射的操作都是編譯之后的操作，也就是運行時的操作，c1==c2返回true，說明編譯之后集合的泛型是去泛型化的。

                 那么我們就可以理解為，Java集合中的泛型，是用於防止錯誤類型元素輸入的，比如在list2中我們add一個int，add(10)就會編譯報錯，那么這個泛型就可以只在編譯階段有效，通過了編譯階段，泛型就不存在了。可以驗證，我們繞過編譯，用反射動態的在list2中add一個int是可以成功的，只是這時因為list2中存儲了多個不同類型的數據（String型，和int型），就不能用for-each來遍歷了，會拋出類型轉換錯誤異常ClassCastException

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補充資料：

 

七、關於Java類加載器內容的詳解

     1、類的加載

            當程序要使用某個類時，如果該類還未被加載到內存中，則系統會通過加載，連接，初始化三步來實現對這個類進行初始化

          ·加載：

               就是指將class文件讀入內存，並為之創建一個Class對象，任何類被使用時系統都會建立一個Class對象

          ·連接：

               驗證：確保被加載類的正確性

               准備：負責為類的靜態成員分配內存，並設置默認初始化值

               解析：將類中的符號引用替換為直接引用

          ·初始化：

               局部變量保存在棧區：必須手動初始化

               new 的對象保存在堆區：虛擬機會進行默認初始化，基本數據類型初始化值為0，引用類型初始化值為null

 

       2、類加載的時機（只加載一次）

             以下時機僅表示第一次的時候

             ① 創建類的實例的時候

             ② 訪問類的靜態變量的時候

             ③ 調用類的靜態方法的時候

             ④ 使用反射方式來強制創建某個類或接口對應的java.lang.Class對象

             ⑤ 初始化某個類的子類的時候

             ⑥ 直接使用java.exe命令來運行某個主類

 

       3、類加載器

             負責將.class文件加載到內存中，並為之生成對應的Class對象

             雖然我們在開發過程中不需要關心類加載機制，但是了解這個機制我們就能更好的理解程序的運行

           

       4、類加載器的組成：

            ①Bootstrap ClassLoader 根類加載器

                  也被稱為引導類加載器，負責Java核心類的加載，比如System類，在JDK中JRE的lib目錄下rt.jar文件中的類

            ②Extension ClassLoader 擴展類加載器

                  負責JRE的擴展目錄中jar包的加載，在JDK中JRE的lib目錄下ext目錄

            ③System ClassLoader 系統類加載器

                  負責在JVM啟動時加載來自java命令的class文件，以及classpath環境變量所指定的jar包和類路徑，主要是我們開發者自己寫的類

 

        更多內容請參考《深入理解JVM虛擬機》

 

 

來自為知筆記(Wiz)