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Java最强大的技术之一:反射 java反射技术详解

gowuye 2024-04-04 11:57 10 浏览 0 评论

何为反射?

Java的 反射机制 是在运行状态中,对于任意一个类,都能够 知道这个类的所有属性和方法 ;对于任意一个对象,都能够 调用它的任意一个方法和属性 ;这种 动态获取的信息以及动态调用对象的方法的功能 称为 Java 语言的 反射机制

简而言之,只要你给我一个 .class ——类的名字,我就能通过反射获取到类的属性和方法。

反射是很多高级技术的基础,Java 中的注解、动态代理,各种框架注入 Spring 、 MyBatis 等都用到了反射技术。

Class 类

既然反射能够通过类的名字获取到类的关键信息,那么我们就来聊聊 Class 类。

Class 类在 JDK 中的定义

public final class Class<T>
extends Object
implements Serializable, GenericDeclaration, Type, AnnotatedElement
复制代码

类 Class 的实例表示运行中的 Java 应用程序中的类和接口。

枚举 是一种类, 注释 是一种接口。

每个 数组 也属于一个类,这个类反映为一个 类对象 ,由具有相同元素类型和维数的所有数组共享。

原始Java类型(布尔型、字节型、char型、short型、int型、long型、float型和double型)和关键字void也被表示为类对象。

类的加载过程

要想解剖一个类,必须先要获取到该类的 字节码 文件对象。

而解剖使用的就是 Class 类中的方法。所以先要获取到每一个字节码文件对应的Class类型的对象。

那么一个class文件(.java文件编译后)在我们的硬盘上,是怎么被加载到内存中的呢?

class进入内存分三步走:

1. Loading

Loading 就是把一个class文件装到内存中,它本来是class文件上一个个的二进制,一个个字节,通过Loading把它放到内存。

2. Linking

Linking 的过程又分为:

  • verification:校验装到内存的class文件是否符合class文件的标准,加入装进来的文件不是“CA FE BA BE”这样的,不符合class文件标准,直接被拒。

  • preparation:把class文件静态变量赋默认值,不是赋初始值。比如 static int i = 8 ,在该步骤只是把i赋了默认值0。
  • resolution:把class文件常量池里面用到的符号引用,把它转成直接内存地址,可以访问到的内容。

3. Initializing

Initializing 这一步就是将静态变量赋初始值,比如上面的 static int i = 8 ,在这一步才赋初始值8。

获取 Class 类的三种方式

获取 Class 类通常有以下三种方式:

  1. 对象.getClass()

通过对象的getClass()方法获取Class类,说明对象已经创建好了,其实已经有Class类了。

  1. 类.class

这种方式获取Class类,需要提前知道类的名称,也就是项目中已经导入了相应的包,依赖性强。

  1. Class.forName()

只需要传入一个类的完全限定名即可。

推荐使用 Class.forName() 的方式获取Class类。

反射常用到的API

  • 获取类的构造方法:
  • public Constructor<T> getConstructor(Class<?>... parameterTypes) throws NoSuchMethodException, SecurityException public Constructor<?>[] getConstructors() throws SecurityException 复制代码
  • 获取类的成员变量
  • public Field getField(String name) throws NoSuchFieldException, SecurityException public Field[] getFields() throws SecurityException 复制代码
  • 获取类的方法
  • public Method getMethod(String name, Class<?>... parameterTypes) throws NoSuchMethodException, SecurityException public Method getMethod(String name, Class<?>... parameterTypes) throws NoSuchMethodException, SecurityException 复制代码

For example

定义一个实体类:

public class User {
    private Integer id;
    private String userName;
    private String phoneNumber;

    public User() {
    }

    public User(Integer id, String userName, String phoneNumber) {
        this.id = id;
        this.userName = userName;
        this.phoneNumber = phoneNumber;
    }
    
    public void myDefine() {
        System.out.println("xxx");
    }
}
复制代码

通过 反射 获取 User 类的相关信息:

public class CreateObjectTest {
    public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException {
        //对象.getClass()
//        User user = new User();
//        Class clazz = user.getClass();
//        System.out.println(clazz.getPackage());
//        System.out.println(clazz.getName());
//        System.out.println(clazz.getCanonicalName());
//        System.out.println(clazz.getSimpleName());
        //类.class
//        Class clazz = User.class;
        //Class.forName
        Class clazz = Class.forName("com.xblzer.tryout.bean.User");
        System.out.println("getConstructors:");
        Arrays.stream(clazz.getConstructors()).iterator().forEachRemaining(System.out::println);
        System.out.println("getDeclaredFields:");
        Arrays.stream(clazz.getDeclaredFields()).iterator().forEachRemaining(System.out::println);
        System.out.println("getDeclaredMethods:");
        Arrays.stream(clazz.getDeclaredMethods()).iterator().forEachRemaining(System.out::println);
    }
}
复制代码

运行结果:

反射在 Spring 中的应用举例

反射在众多框架中都有普遍的应用。比如 Spring IOC 容器帮我们实例化众多的bean,下面我们简单模拟一下 反射 在其中起到的作用。

Spring 配置文件:

<bean id="pony" class="com.xblzer.dp.proxy.springaop.Pony"></bean>
复制代码

使用的时候直接这样就能拿到定义的类了:

ApplicationContext ctx = new ClassPathXmlApplicationContext("app_aop.xml");
Pony pony = (Pony) ctx.getBean("pony");
复制代码

那么是怎么做到的呢?就是通过 反射

Spring 通过配置文件实例化对象,并将其放到容器的过程大概就是(模拟):

//伪代码
//1.解析<bean .../>元素的id属性得到该字符串值为“pony”  
String idStr = "pony";  
//解析<bean .../>元素的class属性得到该字符串值为“com.xblzer.dp.proxy.springaop.Pony”  
String classStr = "com.xblzer.dp.proxy.springaop.Pony";  
//利用反射机制,通过classStr获取Class类对象  
Class<?> cls = Class.forName(classStr);  
//实例化对象  
Object obj = cls.newInstance();  
//放到Spring容器  
Map<String, Object> container = new HashMap<>();
container.put(idStr, obj); 
复制代码

小结

多看一下 Class 类的API,诸多框架都用到了反射机制,而反射离不开调用这些基本的API。

点个赞再走吧~

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