Java高级编程——Java反射机制
Java高级编程——Java反射机制
目录
4.动态代理与AOP（Aspect Orient Programming)
一、Java反射机制概述
1.Java Reflection
2.补充：动态语言 vs 静态语言
框架 =反射 + 注解 + 设计模式
3.Java反射机制研究及应用
4.反射相关的主要API
二、理解Class类并获取Class实例
1.Class 类
2. Class类的常用方法
3.反射的应用举例
4.获取Class类的实例 (四种方法)
5.哪些类型可以有Class对象？
上代码
package com.tyl.java;
import org.junit.Test;
import java.lang.annotation.ElementType;
import java.lang.reflect.Constructor;
import java.lang.reflect.Field;
import java.lang.reflect.Method;
/**
* @author tyl 邮箱：tyl202061@gmail.com
* @Package：com.tyl.java
* @Project：workidea
* @Filename: ReflectionTest
* @create 2023-06-19 21:08
*
*
*/
public class ReflectionTest {
// 反射之前，对于Person的操作
@Test
public void test1(){
// 1.创建Person类的对象
Person p1 = new Person("tyl", 20);
// 2.通过对象，调用其内部的属性、方法
p1.age = 10;
System.out.println(p1.toString());
p1.show();
// 在Person类外部，不可以通过Person类的对象调用其内部私有结构。
// 比如：name、showNation() 以及私有的构造器
}
// 反射之后，对于Person的操作
@Test
public void test2() throws Exception {
Class clazz = Person.class;
// 1.通过反射，创建Person类的对象
Constructor cons = clazz.getConstructor(String.class, int.class);
Object obj = cons.newInstance("tyl", 22);
Person p = (Person) obj;
System.out.println(p.toString());
// 2.通过反射，调用对象指定的属性、方法
// 调用属性
Field age = clazz.getDeclaredField("age");
age.set(p,10);
System.out.println(p.toString());
// 调用方法
Method show = clazz.getDeclaredMethod("show");
show.invoke(p);
System.out.println("************************************************");
// 通过反射，可以调用Person类的私有结构的。比如：私有的构造器、方法、属性
// 调用私有的构造器
Constructor cons1 = clazz.getDeclaredConstructor(String.class);
cons1.setAccessible(true);
Object p1 = cons1.newInstance("wc");
Person p2 = (Person) p1;
System.out.println(p2);
// 调用私有的属性
Field name = clazz.getDeclaredField("name");
name.setAccessible(true);
name.set(p2,"xxxx");
System.out.println(p2);
// 调用私有的方法
Method showNation = clazz.getDeclaredMethod("showNation", String.class);
showNation.setAccessible(true);
String nation = (String) showNation.invoke(p2, "china");
System.out.println(nation);
}
// 疑问1：通过直接new的方式或反射的方式都可以调用公共的结构，开发中到底用那个？
// 建议：直接new的方式。
// 什么时候会使用：反射的方式。反射的特征：动态性
// 疑问2：反射机制与面向对象中的封装性是不是矛盾的？如何看待两个技术？
// 不矛盾
/*
关于java.Lang.CLass类的理解
1.类的加载过程：
程序经过javac.exe命令以后，会生成一个或多个字节码文件(.class结尾)。
接着我们使用java.exe命令对某个字节码文件进行解释运行。相当于将某个字节码文件
加载到内存中。此过程就称为类的加载。加载到内存中的类，我们就称为运行时类，此
运行时类，就作为Class的一个实例。
2.换句话说，CLass的实例就对应着一个运行时类。
3.加载到内存中的运行时类，会缓存一定的时间。在此时间之内，我们可以通过不同的方式
来获取此运行时类。
*/
//获取Class的实例的方式 （前三种方式需要掌握）
@Test
public void test3() throws ClassNotFoundException {
// 方式一：调用运行时类的属性：.cLass
Class<Person> clazz1 = Person.class;
System.out.println(clazz1);
// 方式二：通过运行时类的对象，调用getCLass（）
Person p1 = new Person();
Class clazz2 = p1.getClass();
System.out.println(clazz2);
// 方式三：调用CLass的静态方法：forName(String cLassPath). 常用
Class clazz3 = Class.forName("com.tyl.java.Person");
// Class clazz3 = Class.forName("java.lang.String");
System.out.println(clazz3);
System.out.println(clazz1 == clazz2); // true
System.out.println(clazz1 == clazz3); // true
// 方式四：使用类的加载器：CLassLoader
ClassLoader classLoader = ReflectionTest.class.getClassLoader();
Class clazz4 = classLoader.loadClass("com.tyl.java.Person");
System.out.println(clazz4);
System.out.println(clazz1 == clazz4); // true
}
// 万事万物皆对象？对象, XXX, FiLe, URL, 反射，前端、数据库操作
// CLass实例可以是哪些结构的说明：
@Test
public void test4(){
Class c1 = Object.class;
Class c2 = Comparable.class;
Class c3 = String[].class;
Class c4 = int[][].class;
Class c5 = ElementType.class;
Class c6 = Override.class;
Class c7 = int.class;
Class c8 = void.class;
Class c9 = Class.class;
int[] a = new int[10];
int[] b = new int[100];
Class c10 = a.getClass();
Class c11 = b.getClass();
// 只要数组的元素类型与维度一样，就是同一个Class
System.out.println(c10 == c11);
}
}
三、类的加载与ClassLoader的理解
1.了解：类的加载过程
2.了解：什么时候会发生类初始化？
3.了解：ClassLoader
上代码
package com.tyl.java;
import org.junit.Test;
import java.io.FileInputStream;
import java.io.IOException;
import java.util.Properties;
/**
* @author tyl 邮箱：tyl202061@gmail.com
* @Package：com.tyl.java
* @Project：workidea
* @Filename: ClassLoaderTest
* @create 2023-06-20 18:10
*
* 了解类的加载器
*/
public class ClassLoaderTest {
@Test
public void test1(){
// 对于自定义类，使用系统类加载器进行加载
ClassLoader classLoader = ClassLoaderTest.class.getClassLoader();
System.out.println(classLoader);
// 调用系统类加载器的getParent（）:获取扩展类加载器
ClassLoader classLoader1 = classLoader.getParent();
System.out.println(classLoader1);
// 调用扩展类加载器的getParent（）：无法获取引导类加载器
// 引导类加载器主要负责加载java的核心类库，无法加载自定义类的。
ClassLoader classLoader2 = classLoader1.getParent();
System.out.println(classLoader2);
ClassLoader classLoader3 = String.class.getClassLoader();
System.out.println(classLoader3);
}
/*
Properties: 用来读取配置文件。
*/
@Test
public void test2() throws IOException {
Properties pros = new Properties();
// 此时的文件默认在当前的nodule下
// 读取配置文件的方式一
// FileInputStream fis = new FileInputStream("jdbc1.properties");
FileInputStream fis = new FileInputStream("src\\jdbc1.properties");
pros.load(fis);
// 读取配置文件的方式二：使用CLassLoader
// 配置文件默认识别为：当前nodule的src下
// ClassLoader classLoader = ClassLoaderTest.class.getClassLoader();
// InputStream is = classLoader.getResourceAsStream("jdbc1.properties");
// pros.load(is);
String user = pros.getProperty("user");
String password = pros.getProperty("password");
System.out.println("user =" + user + ", password = " + password);
}
}
四、创建运行时类的对象
1.有了Class对象，能做什么？
上代码
package com.tyl.java;
import org.junit.Test;
import java.util.Random;
/**
* @author tyl 邮箱：tyl202061@gmail.com
* @Package：com.tyl.java
* @Project：workidea
* @Filename: NewInstanceTest
* @create 2023-06-20 18:33
*
* 通过反射创建对应的运行时类的对象
*/
public class NewInstanceTest {
@Test
public void test1() throws InstantiationException, IllegalAccessException {
Class<Person> clazz = Person.class;
/*
newInstance（）:调用此方法，创建对应的运行时类的对象。内部调用了运行时类的空参的构造器。
要想此方法正常的创建运行时类的对象，要求：
1.运行时类必须提供空参的构造器
2.空参的构造器的访问权限得够。通常，设置为public
在javabean中要求提供一个public的空参构造器。原因：
1.便于通过反射，创建运行时类的对象
2.便于子类继承此运行时类时，默认调用super（）时，保证父类有此构造器
*/
Person obj = clazz.newInstance();
System.out.println(obj);
}
// 体会反射的动态性
@Test
public void test2(){
for (int i = 0; i < 100; i++) {
int num = new Random().nextInt(3);
String classPath = "";
switch (num){
case 0:
classPath = "java.util.Date";
break;
case 1:
classPath = "java.lang.Object";
break;
case 2:
classPath = "com.tyl.java.Person";
break;
}
Object obj = null;
try {
obj = getInstance(classPath);
System.out.println(obj);
} catch (InstantiationException e) {
throw new RuntimeException(e);
} catch (IllegalAccessException e) {
throw new RuntimeException(e);
} catch (ClassNotFoundException e) {
throw new RuntimeException(e);
}
}
}
/*
创建一个指定类的对象。
cLassPath:指定类的全类名
*/
public Object getInstance(String classPath) throws InstantiationException, IllegalAccessException, ClassNotFoundException {
Class clazz = Class.forName(classPath);
return clazz.newInstance();
}
}
五、获取运行时类的完整结构
1.通过反射获取运行时类的完整结构
2.小 结
1.在实际的操作中，取得类的信息的操作代码，并不会经常开发。
2.一定要熟悉java.lang.reflect包的作用，反射机制。
3.如何取得属性、方法、构造器的名称，修饰符等。
上代码
package com.tyl.java2;
import com.tyl.java1.Person;
import org.junit.Test;
import java.lang.reflect.Field;
import java.lang.reflect.Modifier;
/**
* @author tyl 邮箱：tyl202061@gmail.com
* @Package：com.tyl.java2
* @Project：workidea
* @Filename: FiledTest
* @create 2023-06-20 19:47
*/
public class FiledTest {
@Test
public void test1(){
Class<Person> clazz = Person.class;
//获取属性结构
//getFields（）:获取当前运行时类及其父类中声明为public访问权限的属性
Field[] fields = clazz.getFields();
for(Field f : fields){
System.out.println(f);
}
System.out.println();
//getDecLaredFields（）:获取当前运行时类中声明的所有属性。（不包含父类中声明的属性)
Field[] declaredFields = clazz.getDeclaredFields();
for(Field f : declaredFields){
System.out.println(f);
}
}
// 权限修饰符 数据类型 变量名
@Test
public void test2(){
Class<Person> clazz = Person.class;
Field[] declaredFields = clazz.getDeclaredFields();
for(Field f : declaredFields){
// 1.权限修饰弑
int modifiers = f.getModifiers();
System.out.print(Modifier.toString(modifiers) + "\t");
// 2.数据类型
Class<?> type = f.getType();
System.out.print(type.getName() + "\t");
// 3.变量名
String name = f.getName();
System.out.print(name);
System.out.println();
}
}
}
package com.tyl.java2;
import com.tyl.java1.Person;
import org.junit.Test;
import java.lang.annotation.Annotation;
import java.lang.reflect.Method;
import java.lang.reflect.Modifier;
/**
* @author tyl 邮箱：tyl202061@gmail.com
* @Package：com.tyl.java2
* @Project：workidea
* @Filename: MethodTest
* @create 2023-06-20 20:32
*
* 获取运行时类的方法结构
*/
public class MethodTest {
@Test
public void test1(){
Class<Person> clazz = Person.class;
// getMethods（）:获取当前运行时类及其所有父类中声明为public权限的方法
Method[] methods = clazz.getMethods();
for(Method m : methods){
System.out.println(m);
}
System.out.println("*********************************");
// getDecLaredMethods（）:获取当前运行时类中声明的所有方法。（不包含父类中声明的方法）
Method[] declaredMethods = clazz.getDeclaredMethods();
for(Method m : declaredMethods){
System.out.println(m);
}
}
/*
@XXXx
权限修饰符 返回值类型 方法名(参数类型虹形参名1，···) throws XxxException{}
*/
@Test
public void test2(){
Class<Person> clazz = Person.class;
Method[] declaredMethods = clazz.getDeclaredMethods();
for(Method m : declaredMethods){
// 1.获取方法声明的注解
Annotation[] annotations = m.getAnnotations();
for(Annotation a : annotations){
System.out.println(a);
}
// 2.权限修饰符
System.out.print(Modifier.toString(m.getModifiers()) + "\t");
// 3.返回值类型
System.out.print(m.getReturnType().getName() + "\t");
// 4.方法名
String name = m.getName();
System.out.print(name);
System.out.print("(");
// 5.形参列表
Class[] parameterTypes = m.getParameterTypes();
if(!(parameterTypes == null && parameterTypes.length == 0)){
for (int i = 0; i < parameterTypes.length; i++) {
if(i == parameterTypes.length - 1 ){
System.out.print(parameterTypes[i].getName() + " args_ " + i);
break;
}
System.out.print(parameterTypes[i].getName() + " args_ " + i + ",");
}
}
System.out.print(")");
// 6.抛出异常
Class[] exceptionTypes = m.getExceptionTypes();
if(exceptionTypes.length > 0){
for (int i = 0; i < exceptionTypes.length; i++) {
if(!(exceptionTypes == null && exceptionTypes.length == 0)){
System.out.print("throws: ");
System.out.print(exceptionTypes[i].getName());
break;
}
System.out.print(exceptionTypes[i].getName() + ",");
}
}
System.out.println();
}
}
}
package com.tyl.java2;
import com.tyl.java1.Person;
import org.junit.Test;
import java.lang.annotation.Annotation;
import java.lang.reflect.Constructor;
import java.lang.reflect.ParameterizedType;
import java.lang.reflect.Type;
/**
* @author tyl 邮箱：tyl202061@gmail.com
* @Package：com.tyl.java2
* @Project：workidea
* @Filename: OtherTest
* @create 2023-06-20 21:26
*/
public class OtherTest {
/*
获取构造器结构
*/
@Test
public void test1(){
Class<Person> clazz = Person.class;
// getConstructors（）:获取当前运行时类中声明为public的构造器
Constructor[] constructors = clazz.getConstructors();
for(Constructor c : constructors){
System.out.println(c);
}
System.out.println();
// getDecLaredConstructors（）:获取当前运行时类中声明的所有的构造器
Constructor[] declaredConstructors = clazz.getDeclaredConstructors();
for(Constructor c : declaredConstructors){
System.out.println(c);
}
}
/*
茯取运行时类的父类
*/
@Test
public void test2(){
Class<Person> clazz = Person.class;
Class superclass = clazz.getSuperclass();
System.out.println(superclass);
}
/*
茯取运行时类带泛型的父类
*/
@Test
public void test3(){
Class<Person> clazz = Person.class;
Type genericSuperclass = clazz.getGenericSuperclass();
System.out.println(genericSuperclass);
}
/*
茯取运行时类带泛型的父类的泛型
代码： 逻辑性代码 vs 功能性代码
*/
@Test
public void test4(){
Class<Person> clazz = Person.class;
Type genericSuperclass = clazz.getGenericSuperclass();
ParameterizedType paramType = (ParameterizedType) genericSuperclass;
// 获取泛型类型
Type[] actualTypeArguments = paramType.getActualTypeArguments();
// System.out.println(actualTypeArguments[0].getTypeName());
System.out.println(((Class)actualTypeArguments[0]).getName());
}
/*
获取运行时类实现的接口
*/
@Test
public void test5(){
Class<Person> clazz = Person.class;
Class[] interfaces = clazz.getInterfaces();
for(Class c : interfaces){
System.out.println(c);
}
System.out.println("************************");
// 获取运行时类的父类实现的接口
Class[] interfaces1 = clazz.getSuperclass().getInterfaces();
for(Class c : interfaces1){
System.out.println(c);
}
}
/*
获取运行时类所在的包
*/
@Test
public void test6(){
Class<Person> clazz = Person.class;
Package aPackage = clazz.getPackage();
System.out.println(aPackage);
}
/*
获取运行时类声明的注解
*/
@Test
public void test7(){
Class<Person> clazz = Person.class;
Annotation[] annotations = clazz.getAnnotations();
for(Annotation a : annotations){
System.out.println(a);
}
}
}
六、调用运行时类的指定结构
1.调用指定方法
2.调用指定属性
3.关于setAccessible方法的使用
上代码
package com.tyl.java2;
import com.tyl.java1.Person;
import org.junit.Test;
import java.lang.reflect.Constructor;
import java.lang.reflect.Field;
import java.lang.reflect.Method;
/**
* @author tyl 邮箱：tyl202061@gmail.com
* @Package：com.tyl.java2
* @Project：workidea
* @Filename: ReflectionTest
* @create 2023-06-25 16:00
*
* 调用运行时类中指定的结构：属性、方法、构造器
*/
public class ReflectionTest {
/*
不需要掌握
*/
@Test
public void test1() throws Exception {
Class clazz = Person.class;
//创建运行时类的对象
Person p = (Person) clazz.newInstance();
//获取指定的属性 要求运行时类中属性明为public
// 通常不用
Field id = clazz.getField("id");
/*
设置当前属性的值
set（）:参数1：指明设置哪个对象的属性 参数2：将此属性值设置为多少
*/
id.set(p,1001);
/*
获取当前属性的值
get（）:参数1：获取哪个对象的当前属性值
*/
int pid = (int) id.get(p);
System.out.println(pid);
}
/*
如何操作运行时类中的指定的属性·需要掌握
*/
@Test
public void test2() throws Exception {
Class clazz = Person.class;
// 创建运行时类的对象
Person p = (Person) clazz.newInstance();
// 1.getDecLaredField(string fieldName):获取运行时类中指定变量名的属性
Field name = clazz.getDeclaredField("name");
// 2.保证当前属性是可访问的
name.setAccessible(true);
// 3.获取、设置指定对象的此属性值
name.set(p,"tyl");
System.out.println(name.get(p));
}
/*
如何操作运行时类中的指定的方法~~需要掌握
*/
@Test
public void test3() throws Exception {
Class clazz = Person.class;
// 创建运行时类的对象
Person p = (Person) clazz.newInstance();
/*
1.获取指定的某个方法
getDecLaredMethod（）:参数1：指明获取的方法的名称 参数2：指明获取的方法的形参列表
*/
Method show = clazz.getDeclaredMethod("show", String.class);
// 2. 保证当前属性是可访问的
show.setAccessible(true);
/*
3.调用方法的invoke（）:参数1：方法的调用者 参数2：给方法形参赋值的实参
invoke（）的返回值即为对应类中调用的方法的返回值。
*/
Object returnValue = show.invoke(p, "China");
System.out.println(returnValue);
System.out.println("****************如何调用静态方法*******************");
// private static void showDesc
Method showDesc = clazz.getDeclaredMethod("showDesc");
showDesc.setAccessible(true);
//如果调用的运行时类中的方法没有返回值，则此invoke（）返回nuLL
// Object returnVal = showDesc.invoke(Person.class);
Object returnVal = showDesc.invoke(null);
System.out.println(returnVal); // null
}
/*
如何调用运行时类中的指定的构造器
*/
@Test
public void test4() throws Exception {
Class clazz = Person.class;
// private Person(String name)
/*
1.获取指定的构造器
getDecLaredConstructor（）:参数：指明构造器的参数列表
*/
Constructor constructor = clazz.getDeclaredConstructor(String.class);
// 2. 保证当前属性是可访问的
constructor.setAccessible(true);
// 3. 调用此构造器创建运行时类的对象
Person per = (Person) constructor.newInstance("tyl");
System.out.println(per);
}
}
七、反射的应用：动态代理
1.代理设计模式的原理
2.Java动态代理相关API
3.动态代理步骤
4.动态代理与AOP（Aspect Orient Programming)
代码演示
静态代理
package com.tyl.java;
/**
* @author tyl 邮箱：tyl202061@gmail.com
* @Package：com.tyl.java
* @Project：workidea
* @Filename: StaticProxyTest
* @create 2023-06-25 22:31
*
* 静态代理举例
* 特点：代理类和被代理类在编译期间，就确定下来了。
*/
interface ClothFactory {
void produceCloth();
}
// 代理类
class ProxyClothFactory implements ClothFactory{
private ClothFactory factory;
public ProxyClothFactory(ClothFactory factory){
this.factory = factory;
}
@Override
public void produceCloth() {
System.out.println("代理工厂做准备！！！");
factory.produceCloth();
System.out.println("代理工厂后续工作！！！");
}
}
// 被代理类
class NikeClothFactory implements ClothFactory{
@Override
public void produceCloth() {
System.out.println("Nike生产运动鞋！！！");
}
}
public class StaticProxyTest {
public static void main(String[] args) {
// 创建被代理类的对象
NikeClothFactory nike = new NikeClothFactory();
// 创建代理类的对象
ProxyClothFactory proxyClothFactory = new ProxyClothFactory(nike);
proxyClothFactory.produceCloth();
}
}动态代理
package com.tyl.java;
import java.lang.reflect.InvocationHandler;
import java.lang.reflect.Method;
import java.lang.reflect.Proxy;
/**
* @author tyl 邮箱：tyl202061@gmail.com
* @Package：com.tyl.java
* @Project：workidea
* @Filename: ProxyTest
* @create 2023-06-25 22:35
*
* 动态代理的举例
*/
interface Human{
String getBelief();
void eat(String food);
}
// 被代理类
class SuperMan implements Human{
@Override
public String getBelief() {
return "I believe I can fly!";
}
@Override
public void eat(String food) {
System.out.println("我喜欢吃:" + food);
}
}
class HuamUtil{
public void method1(){
System.out.println("*****************通用方法一************************");
}
public void method2(){
System.out.println("*****************通用方法二************************");
}
}
/*
要想实现动态代理，需要解决的问题？
问题一：如何根据加载到内存中的被代理类，动态的创建一个代理类及其对象。
问题二：当通过代理类的对象调用方法时，如何动态的去调用被代理类中的同名方法。
*/
class ProxyFactory{
// 调用此方法，返回一个代理类的对象 解决问题一
public static Object getProxyInstance(Object obj){ // obj: 被代理类的对象
MyInvocationHandler handler = new MyInvocationHandler();
handler.bind(obj);
return Proxy.newProxyInstance(obj.getClass().getClassLoader(), obj.getClass().getInterfaces(), handler);
}
}
class MyInvocationHandler implements InvocationHandler{
private Object obj; // 需要使用被代理类的对象进行赋值
public void bind(Object obj){
this.obj = obj;
}
// 当我们通过代理类的对象，调用方法和时，就会自动的调用如下的方法：invoke（）
// 将被代理类要执行的方法和的功能就声明在invoke（）中
@Override
public Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args) throws Throwable {
HuamUtil huamUtil = new HuamUtil();
huamUtil.method1();
// method:即为代理类对象调用的方法，此方法也就作为了被代理类对象要调用的方法
// obj:被代理类的对象
Object returnValue = method.invoke(obj, args);
huamUtil.method2();
// 上述方法的返回值就作为当前类中的invoke（）的返回值。
return returnValue;
}
}
public class ProxyTest {
public static void main(String[] args) {
SuperMan superMan = new SuperMan();
// proxyInstance:代理类的对象
Human proxyInstance = (Human) ProxyFactory.getProxyInstance(superMan);
// 当通过代理类对象调用方法时，会自动的调用被代理类中同名的方法
String belief = proxyInstance.getBelief();
System.out.println(belief);
proxyInstance.eat("麻辣烫");
System.out.println("****************************");
NikeClothFactory nikeClothFactory = new NikeClothFactory();
ClothFactory proxyClothFactory = (ClothFactory) ProxyFactory.getProxyInstance(nikeClothFactory);
proxyClothFactory.produceCloth();
}
}
框架 =反射 + 注解 + 设计模式
虽然理解的不够全面，透彻，但是在以后的框架学习中一定会有更深的理解！！！