反射的引入:
Object obj = new Student();
若程序运行时接收到外部传入的一个对象,该对象的编译类型是Object,但程序又需要调用该对象运行类型的方法:
1.若编译和运行类型都知道,使用 instanceof判断后,强转。
2.编译时根本无法预知该对象属于什么类,程序只能依靠运行时信息来发现对象的真实信息,这时就必须使用反射了。
3.要是想得到对象真正的类型,就得使用反射。
什么是反射机制?
简单的来说,反射机制指的是程序在运行时能够获取自身的信息。在java中,只要给定类的名字,那么就可以通过反射机制来获得类的所有信息。
反射机制的优点与缺点:
为什么要用反射机制?直接创建对象不就可以了吗,这就涉及到了动态与静态的概念
静态编译:在编译时确定类型,绑定对象,即通过。
动态编译:运行时确定类型,绑定对象。动态编译最大限度发挥了java的灵活性,体现了多态的应用,有以降低类之间的藕合性。
一句话,反射机制的优点就是可以实现动态创建对象和编译,体现出很大的灵活性,特别是在J2EE的开发。
它的缺点是对性能有影响。
使用反射基本上是一种解释操作,我们可以告诉JVM,我们希望做什么并且它满足我们的要求。这类操作总是慢于只直接执行相同的操作。
Class类和Class类实例
Java程序中的各个Java类属于同一类事物,描述这类事物的Java类就是Class类。
对比提问:众多的人用一个什么类表示?众多的Java类用一个什么类表示?
人 Person
Java类 Class
对比提问: Person类代表人,它的实例对象就是张三,李四这样一个个具体的人,Class类代表Java类,它的各个实例对象又分别对应什么呢?
对应各个类在内存中的字节码,例如,Person类的字节码,ArrayList类的字节码,等等;
一个类被类加载器加载到内存中,占用一片存储空间,这个空间里面的内容就是类的字节码,不同的类的字节码是不同的,所以它们在内存中的内容是不同的;
用类来描述对象,类:描述数据的结构
用元数据来描述Class,MetaData(元数据):描述数据结构的结构;
反射就是得到元数据的行为;
备注:一个类在虚拟机中只有一份字节码;
获得Class对象
如何得到各个字节码对应的实例对象?
每个类被加载后,系统会为该类生成对应的Class对象,通过Class对象可以访问到JVM中的这个类,
3种方式:
1、调用某个类的class属性获取Class对象,如Date.class会返回Date类对应的Class对象(其实就是得到一个类的一份字节码文件);
2、使用Class类的forName(String className)静态方法,className表示全限定名;如String的全限定名:java.lang.String;
3、调用某个对象的getClass()方法。该方法属于Object类;
Class<?> clz = new Date().getClass();
- public class ClassDemo1 {
- public static void main(String[] args) throws Exception {
- //获得Class对象的方法(三种)
- //一:调用属性
- Class<String> c = String.class;
- System.out.println(c); //打印结果:class java.lang.String String.class就表示JVM中一份表示String类的字节码
- Class<String> c2 = String.class;
- System.out.println(c == c2); //true都是String类的字节码 一个类在虚拟机中只有一份字节码;
- //二:使用forName()方法
- //Class cla = Class.forName("String");//ERROR,
- Class<String> cla = (Class<String>)Class.forName( "java.lang.String"); //必须用上全限定名,否则报错
- System.out.println(c == cla); //true
- //三:利用对象调用Object的getClass方法;
- Class c3 = new String().getClass();
- System.out.println(c == c3); //ture
- }
- }
我的总结:获取Class对象最常用的是利用属性的方法!
九个预定义Class对象
基本的 Java 类型(boolean、byte、char、short、int、long、float 、double)和关键字void通过class属性也表示为 Class 对象;
Class类中boolean isPrimitive() :判定指定的 Class 对象是否表示一个基本类型。
包装类和Void类的静态TYPE字段;
Integer.TYPE == int.class ;
Integer.class == int.class;
数组类型的Class实例对象:
Class<String[]> clz = String[].class;
数组的Class对象如何比较是否相等? 数组的维数和数组的类型;
Class类中 boolean isArray() :判定此 Class 对象是否表示一个数组类型。
- public class PreClassDemo2 {
- public static void main(String[] args) {
- Class<?> in = int.class;
- System.out.println(in); //int
- Class<?> in2 = Integer.class;
- //包装类都有一个常量TYPE,用来表示其基本数据类型的字节码
- Class<?> in3 = Integer.TYPE;
- System.out.println(in2); //class java.lang.Integer
- System.out.println(in3); //int
- System.out.println(in3 == in); //true 包装类都有一个常量TYPE,用来表示其基本数据类型的字节码,所以这里会相等!
- System.out.println(in3 == in2); //false
- Class<String[]> s = String [].class;
- Class< int[]> i = int [].class;
- //System.out.println(i ==s);//编译根本就通过不了,一个是int,一个是String
- }
- //这两个自定义的方法是可以的,一个int,一个Integer//包装类与基本数据类型的字节码是不一样的
- public void show(int i){}
- public void show(Integer i){}
- }
利用Class获取类的属性信息
import java.lang.reflect.Modifier;
- class A {
- }
- interface B{
- }
- interface C{
- }
- public class BaseDemo3 extends A implements B,C{
- //内部类
- public class C{}
- public interface D{}
- public static void main(String[] args) {
- //类可以,接口也可以
- Class<BaseDemo3> c = BaseDemo3.class;
- System.out.println(c); //class junereflect624.BaseDemo3
- //得到包名
- System.out.println(c.getPackage()); //package junereflect62;
- //得到全限定名
- System.out.println(c.getName()); //junereflect624.BaseDemo3
- //得到类的简称
- System.out.println(c.getSimpleName()); //BaseDemo3
- //得到父类
- /**
- * Class<? super T> getSuperclass() 此处super表示下限
- 返回表示此 Class 所表示的实体(类、接口、基本类型或 void)的超类的 Class。
- */
- System.out.println(c.getSuperclass().getSimpleName()); //A,先获取父类,再获取父类的简称
- //得到接口
- System.out.println(c.getInterfaces()); //[Ljava.lang.Class;@1b60280
- Class[] arr = c.getInterfaces();
- for (Class cla : arr) {
- System.out.println(cla); //interface junereflect624.B interface junereflect624.C
- }
- //获得public修饰的类
- /**
- * Class<?>[] getClasses()
- 返回一个包含某些 Class 对象的数组,这些对象表示属于此 Class 对象所表示的类的成员的所有公共类和接口。 (如果内部类前面没有加上public的话那么得不到!)
- */
- Class[] cl = c.getClasses();
- System.out.println(cl.length); //在内部类没有加上public修饰的时候长度为0,加上就是2(获取的是公共的)
- for (Class class1 : cl) {
- System.out.println(class1);
- }
- //获得修饰符
- int i = c.getModifiers();
- System.out.println(i); //常量值1表示public
- System.out.println(Modifier.toString(i)); //直接打印出public
- }
- }
Class中得到构造方法Constructor、方法Method、字段Field
常用方法:
Constructor类用于描述类中的构造方法:
Constructor<T> getConstructor(Class<?>... parameterTypes)
返回该Class对象表示类的指定的public构造方法;
Constructor<?>[] getConstructors()
返回该Class对象表示类的所有public构造方法;
Constructor<T> getDeclaredConstructor(Class<?>... parameterTypes)
返回该Class对象表示类的指定的构造方法,和访问权限无关;
Constructor<?>[] getDeclaredConstructors()
返回该Class对象表示类的所有构造方法,和访问权限无关;
Method类用于描述类中的方法:
Method getMethod(String name, Class<?> ... parameterTypes)
返回该Class对象表示类和其父类的指定的public方法;
Method[] getMethods():
返回该Class对象表示类和其父类的所有public方法;
Method getDeclaredMethod(String name, Class<?>... parameterTypes)
返回该Class对象表示类的指定的方法。和访问权限无关,但不包括继承的方法;
Method[] getDeclaredMethods(): 获得类所有的方法,包括公共、保护、默认(包)访问和私有方法,但不包括继承的方法;
Eg:
import java.lang.reflect.Constructor;
- class Emp{
- private String name;
- private int age;
- private Emp() {
- }
- Emp(String name){
- }
- public Emp(String name,int age){
- }
- }
- public class ConstructorDemo4 {
- public static void main(String[] args) throws Exception {
- //得到所有的构造器(先得到类)
- Class<Emp> c = Emp.class;
- /**
- * Constructor<?>[] getConstructors()
- 返回一个包含某些 Constructor 对象的数组,这些对象反映此 Class 对象所表示的类的所有公共构造方法。
- */
- Constructor[] con = c.getConstructors(); //前面的修饰符必须是public才可以在这个方法下获取到
- for (Constructor cons : con) {
- System.out.println( "c.getConstructors()"+cons); //如果上面的某构造器public去掉,则显示不出
- /**打印
- public junereflect624.Emp(java.lang.String,int)
- */
- }
- //得到指定的构造器,也是必须public
- Constructor c1 = c.getConstructor(String.class, int.class);
- System.out.println(c1); //public junereflect624.Emp(java.lang.String,int)
- System.out.println( "====================================");
- //现在想获得不受public影响的,getDeclaredConstructors(),暴力反射
- con = c.getDeclaredConstructors();
- for (Constructor cons : con) {
- System.out.println( "c.getDeclaredConstructors()=="+cons); //此时不受修饰符的影响
- /**打印
- * public junereflect624.Emp()
- public junereflect624.Emp(java.lang.String)
- public junereflect624.Emp(java.lang.String,int)
- */
- }
- }
- }
import java.lang.annotation.Annotation;
import java.lang.reflect.Field;
import java.lang.reflect.Method;
- class AB{
- protected String name;
- protected String id;
- }
- @Deprecated
- public class MethodDemo5 extends AB{
- void show(){}
- public void say(){}
- private int age;
- public char c;
- private boolean b;
- public static void main(String[] args) throws Exception {
- Class<MethodDemo5> c = MethodDemo5.class;
- //获取所有的(包含父类的方法)public修饰的方法
- Method[] m = c.getMethods();
- for (Method method : m) {
- System.out.println(method);
- }
- //总结:4个方法,获取全部,获取特定;不受修饰符影响的全部,不受修饰符影响的特定;(前两个都还是受限制的)
- //获取指定的方法
- Method me = c.getMethod( "main", String[].class);
- System.out.println( "main "+me); //main public static void junereflect624.MethodDemo5.main(java.lang.String[]) throws java.lang.Exception
- //访问所有方法,不受访问权限影响
- m = c.getDeclaredMethods();
- for (Method method : m) {
- System.out.println( "不受影响的:"+method);
- }
- me = c.getDeclaredMethod( "show");
- System.out.println(me); //void junereflect624.MethodDemo.show()
- me = c.getMethod( "toString");
- System.out.println(me); //public java.lang.String java.lang.Object.toString()
- /**
- * Method[] getDeclaredMethods()
- 返回 Method 对象的一个数组,这些对象反映此 Class 对象表示的类或接口声明的所有方法,包括公共、保护、默认(包)访问和私有方法,但不包括继承的方法,只可以对当前类有效
- */
- /*me = c.getDeclaredMethod("toString");//ERROR,c.getDeclaredMethod()不能得到继承的方法
- System.out.println(me);//public java.lang.String java.lang.Object.toString()
- */
- //得到字段
- Field[] f = c.getFields();
- for (Field field : f) { //只得到了public的
- System.out.println( "字段"+field);
- }
- //特定字段
- Field fi = c.getField( "c"); //""里面是名称
- System.out.println(fi); //public char junereflect624.MethodDemo.c
- //得到不受限定名限定的全部字段
- f = c.getDeclaredFields();
- for (Field field : f) { //得到不受修饰符限定的字段,但是只对当前类有效
- System.out.println( "全部字段:"+field);
- /**
- * 全部字段:private int junereflect624.MethodDemo.age
- * 全部字段:public char junereflect624.MethodDemo.c
- * 全部字段:private boolean junereflect624.MethodDemo.b
- */
- }
- //注释 Annotation
- Annotation[] a = c.getAnnotations();
- System.out.println(a.length);
- for (Annotation annotation : a) {
- System.out.println(annotation);
- }
- //特定注解
- Deprecated d = c.getAnnotation(Deprecated.class);
- System.out.println(d);
- }
- }
获取当前对象的字段:
- import java.lang.reflect.Field;
- class Stu{
- public String name;
- public String sex;
- public int age;
- public Stu(String name, String sex, int age) {
- super();
- this.name = name;
- this.sex = sex;
- this.age = age;
- }
- }
- public class ReflectDemo6 {
- public static void main(String[] args) throws Exception {
- Stu s = new Stu( "刘昭", "男", );
- Class<Stu> c = Stu.class;
- Field f = c.getField( "name");
- System.out.println(f.get(s)); 从哪个对象身上取!此时显示刘昭!
- // 修改对象的值
- /**
- Field f = c.getField("name");
- f.set(s,"章泽天");
- System.out.println(f.get(s));//从哪个对象身上取!//此时显示章泽天
- */
- }
- }
我的总结:对于方法,字段,构造方法之类用类获取记住四个:获取全部,获取特定,暴力获取全部,暴力获取特定!
利用反射创建对象
创建对象:
1、使用Class对象的newInstance()方法创建该Class对象的实例,此时该Class对象必须要有无参数的构造方法。
2、使用Class对象获取指定的Constructor对象,再调用Constructor的newInstance()方法创建对象类的实例,此时可以选择使用某个构造方法。如果这个构造方法被私有化起来,那么必须先申请访问,将可以访问设置为true;
Eg:
最简单的:
- class User{
- //将默认的构造方法私有化的话就不可以再创建对象,两种方法都是这样
- /*private User(){}*/
- public String toString() {
- return "User对象创建成功!";
- }
- }
- public class NewInstanceDemo6 {
- public static void main(String[] args) throws Exception {
- //传统方式创建对象
- System.out.println( new User());
- //使用反射的方式
- Class<User> c = User.class;
- User u = c.newInstance();(直接newInstance的话必须保证默认的构造方法正常存在,也就是没有被私有化!这是前提条件)
- System.out.println(u);
- }
- }
复杂点的:更强大的第二种:
使用指定构造方法来创建对象:
获取该类的Class对象。
利用Class对象的getConstructor()方法来获取指定的构造方法。
调用Constructor的newInstance()方法创建对象。
AccessibleObject对象的setAccessible(boolean flag)方法,当flag为true的时候,就会忽略访问权限(可访问私有的成员)。
其子类有Field, Method, Constructor;
若要访问对象private的成员?
在调用之前使用setAccessible(true),
Xxx x = getDeclaredXxxx();//才能得到私有的类字段.
总结步骤:
- 获取该类的Class对象。
- 利用Class对象的getConstructor()方法来获取指定的构造方法。
- 申请访问(设置为可访问)
- 调用Constructor(构造方法)的newInstance()方法创建对象。
例子
import java.lang.reflect.Constructor;
- class Per{
- private String name;
- private int age;
- private Per(){
- }
- private Per(String name){
- }
- public String toString() {
- return "对象!!!";
- }
- }
- public class NewInstanceDemo7 {
- public static void main(String[] args) throws Exception {
- Class<Per> c = Per.class;
- //System.out.println(c.newInstance());;//证明利用无参的可以
- 先获得需要被调用的构造器(private 修饰的构造方法)
- Constructor<Per> con = c.getDeclaredConstructor(); //调用默认的,什么都不要写
- System.out.println(con); //private junereflect624.Per()
- /*con = c.getDeclaredConstructor(String.class);获取指定的构造方法
- System.out.println(con);//private junereflect624.Per(java.lang.String)*/
- //现在只需要执行这个构造器,
- /**
- * T newInstance(Object... initargs)
- 使用此 Constructor 对象表示的构造方法来创建该构造方法的声明类的新实例,并用指定的初始化参数初始化该实例。
- */
- //私有的成员是受保护的,不能直接访问
- //若要访问私有的成员,得先申请一下
- con.setAccessible( true); //允许访问
- Per p = con.newInstance(); //成功,通过私有的受保护的构造方法创建了对象
- System.out.println( "无参构造方法"+p);
- con = c.getDeclaredConstructor(String.class);
- System.out.println(con); //private junereflect624.Per(java.lang.String);
- con.setAccessible( true); //允许访问
- p = con.newInstance( "liuzhao"); //成功,通过私有的受保护的构造方法创建了对象
- System.out.println( "String构造方法"+p);
- }
- }
备注:对于此时的话,单例模式就不再安全了!反射可破之!!
使用反射调用方法
每个Method的对象对应一个具体的底层方法。获得Method对象后,程序可以使用Method里面的invoke方法来执行该底层方法。
Object invoke(Object obj,Object ... args):obj表示调用底层方法的对象,后面的args表示传递的实际参数。
如果底层方法是静态的,那么可以忽略指定的 obj 参数。该参数可以为 null,想想为什么?
如果底层方法所需的形参个数为 0,则所提供的 args 数组长度可以为 0 或 null。
不写,null,或 new Object[]{}
若底层方法返回的是数组类型,invoke方法返回的不是底层方法的值,而是底层方法的返回类型;
import java.lang.reflect.Method;
- class Dept{
- public String show(String name){ //用反射的方法来调用正常的方法
- return name+ ",您好!";
- }
- private void privateshow(){ //用反射来实现对私有化方法的调用
- System.out.println( "privateshow");
- }
- public static void staticshow(){
- System.out.println( "staticshow");
- }
- }
- public class InvokeDemo9 {
- public static void main(String[] args) throws Exception {
- /* 传统方式:
- String name = new Dept().show("刘昭");
- System.out.println(name);*/
- /**
- * Method getMethod(String name, Class<?>... parameterTypes)
- 返回一个 Method 对象,它反映此 Class 对象所表示的类或接口的指 定公共成员方法。
- name - 方法名
- parameterTypes - 参数列表
- */
- //想要通过反射来调用Dept中的方法
- Class<Dept> c = Dept.class;
- Method m = c.getMethod( "show", String.class);
- Object o = m.invoke(c.newInstance(), "刘昭");
- System.out.println(o);
- //私有化的方法
- m = c.getDeclaredMethod( "privateshow"); //无参方法
- m.setAccessible( true);
- o = m.invoke(c.newInstance());
- //静态方法的调用
- m = c.getMethod( "staticshow");
- m.invoke( null); //staticshow为静态方法,不需创建对象,所以这里会是null
- }
- }
打印
刘昭,您好!
privateshow
staticshow
使用反射操作字段
Field提供两组方法操作字段:
xxx getXxx(Object obj):获取obj对象该Field的字段值,此处的xxx表示8个基本数据类型。若该字段的类型是引用数据类型则使用,Object get(Object obj);
void setXxx(Object obj,xxx val):将obj对象的该Field字段设置成val值,此处的xxx表示8个基本数据类型。若该字段的类型是引用数据类型则使用,void set(Object obj, Object value);
package junereflect624;
//获取字符,并且赋值,然后再取出来(对应的去查看api,比如这个是Field,别的比如Constructor,Method)
步骤:
- 获取类
- 获取字段
- 赋值(set(c.newInstance(),””));{如果为私有的话设置可接受}
import java.lang.reflect.Field;
- class Cat{
- private String name;
- public int age;
- private String color;
- }
- public class FieldDemo12 {
- public static void main(String[] args) throws Exception {
- Class<Cat> clz = Cat.class;
- Field[] f = clz.getDeclaredFields();
- for (Field field : f) {
- System.out.println(field);
- }
- Field fi = clz.getDeclaredField( "name");
- System.out.println(fi);
- System.out.println(fi.getName()); //name
- //核心开始
- /**
- * void set(Object obj, Object value)
- 将指定对象变量上此 Field 对象表示的字段设置为指定的新值。
- */
- Cat c = clz.newInstance();
- fi.setAccessible( true);
- fi.set(c, "刘昭"); //赋值成功
- Object o = fi.get(c);
- System.out.println(o); //取出成功
- fi = clz.getDeclaredField( "age");
- fi.setAccessible( true);
- fi.set(c, );
- int i = fi.getInt(c); //左边的接受类型已经写成了int,右边的返回类型就也必须是int
- System.out.println(i); //获取成功
- }
- }
打印
private java.lang.String junereflect624.Cat.name
public int junereflect624.Cat.age
private java.lang.String junereflect624.Cat.color
private java.lang.String junereflect624.Cat.name
name
刘昭
21
反射和泛型-反射来获取泛型信息
通过指定对应的Class对象,程序可以获得该类里面所有的Field,不管该Field使用private 方法public。获得Field对象后都可以使用getType()来获取其类型。
Class<?> type = f.getType();//获得字段的类型
但此方法只对普通Field有效,若该Field有泛型修饰,则不能准确得到该Field的泛型参数,如Map<String,Integer>;
为了获得指定Field的泛型类型,我们采用:
Type gType = f.getGenericType();得到泛型类型
然后将Type对象强转为ParameterizedType,其表示增加泛型后的类型
Type getRawType()//返回被泛型限制的类型;
Type[] getActualTypeArguments()//返回泛型参数类型;
利用反射来获取泛型的类型(泛型信息)
步骤:
- 获取当前类
- 获取目标字段
- 获取包含泛型类型的类型 getGenericType()
- 强转至子类ParameterizedType 因为Type没有任何对应的方法
- 获得泛型真正的类型 getActualTypeArguments()
- import java.lang.reflect.Field;
- import java.lang.reflect.ParameterizedType;
- import java.lang.reflect.Type;
- import java.util.HashMap;
- import java.util.Map;
- public class GetGenericTypeDemo14 {
- Map<String,Integer> map = new HashMap<String,Integer>();
- public static void main(String[] args) throws Exception {
- Class c = GetGenericTypeDemo14.class;
- Field f = c.getDeclaredField( "map");
- System.out.println(f);
- System.out.println(f.getName()); //map
- // Class<?> getType() 返回一个 Class 对象,它标识了此 Field 对象所表示字段的声明类型。
- Class cl = f.getType();
- System.out.println( "获得其类型:"+cl);
- //获得其类型:interface java.util.Map
- /**
- * Type getGenericType() 返回一个 Type 对象,它表示此 Field 对象所表示字段的声明类型。
- * Type是Class的接口;
- */
- Type t = f.getGenericType(); //包含泛型的类型
- System.out.println(t);
- //java.util.Map<java.lang.String, java.lang.Integer>
- /**
- * Type这个类里面没有任何的方法,所以需要调用子类的方法,那么大的类型转到小的类型,需要强转!
- */
- ParameterizedType pt = (ParameterizedType)t; //强转到其子类
- /**
- * Type[] getActualTypeArguments()
- 返回表示此类型实际类型参数的 Type对象的数组。
- Type getOwnerType()
- 返回 Type 对象,表示此类型是其成员之一的类型。
- Type getRawType()
- 返回 Type 对象,表示声明此类型的类或接口。
- */
- t = pt.getRawType(); //类型的类或接口
- System.out.println(t);
- Type[] ts = pt.getActualTypeArguments();
- for (Type type : ts) {
- System.out.println(type);
- /**
- * class java.lang.String
- class java.lang.Integer
- */
- }
- }
- }
打印:
java.util.Map junereflect624.GetGenericTypeDemo14.map
map
获得其类型:interface java.util.Map
java.util.Map<java.lang.String, java.lang.Integer>
interface java.util.Map
class java.lang.String
class java.lang.Integer
我的总结:多查找api,参考api中方法使用的限制,比如是否静态、返回值类型等。