概述
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概述
都说反射是各种框架的灵魂，就想Spring等框架需要获取注解上的bean名称等都会用到反射这个技术，所以我们不妨基于这篇文章来简单再复习一下反射。
Class类简介
每一个类都只会有一个Class对象，如下代码所示，他们都得得到一个true，这是为什么呢？ 实际上jvm在加载每个类时都会为每个类通过类加载器中的defineClass 去创建一个Class对象，而且只创建一次，所以后续我们无论通过何种方式获取到的某个类的Class对象都是一样的。
/**
* 获取Class对象的三种方式
* 1 Object ——> getClass();
* 2 任何数据类型（包括基本数据类型）都有一个“静态”的class属性
* 3 通过Class类的静态方法：forName（String className）(常用)
*
*/
public class FansheConstruct {
public static void main(String[] args) {
//第一种方式获取Class对象
StudentConstruct stu1 = new StudentConstruct();//这一new 产生一个Student对象，一个Class对象。
Class stuClass = stu1.getClass();//获取Class对象
System.out.println(stuClass.getName());
//第二种方式获取Class对象
Class stuClass2 = StudentConstruct.class;
System.out.println(stuClass == stuClass2);//判断第一种方式获取的Class对象和第二种方式获取的是否是同一个
//第三种方式获取Class对象
try {
Class stuClass3 = Class.forName("edu.zhku.mjx.interview.javaBase.refect.StudentConstruct");//注意此字符串必须是真实路径，就是带包名的类路径，包名.类名
System.out.println(stuClass3 == stuClass2);//判断三种方式是否获取的是同一个Class对象
} catch (ClassNotFoundException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
输出结果
调用了公有、无参构造方法执行了。。。
edu.zhku.mjx.interview.javaBase.refect.StudentConstruct
true
true
几个反射的示例
通过反射获取构造方法
基础学生类
public class Student {
//---------------构造方法-------------------
//（默认的构造方法）
Student(String str){
System.out.println("(默认)的构造方法 s = " + str);
}
//无参构造方法
public Student(){
System.out.println("调用了公有、无参构造方法执行了。。。");
}
//有一个参数的构造方法
public Student(char name){
System.out.println("姓名：" + name);
}
//有多个参数的构造方法
public Student(String name ,int age){
System.out.println("姓名："+name+"年龄："+ age);//这的执行效率有问题，以后解决。
}
//受保护的构造方法
protected Student(boolean n){
System.out.println("受保护的构造方法 n = " + n);
}
//私有构造方法
private Student(int age){
System.out.println("私有的构造方法 年龄："+ age);
}
}
通过反射获取构造方法
几个获取构造方法的方式介绍
1. public Constructor[] getConstructors()：所有"公有的"构造方法
2. public Constructor[] getDeclaredConstructors()：获取所有的构造方法(包括私有、受保护、默认、公有)
3. public Constructor getConstructor(Class... parameterTypes):获取单个的"公有的"构造方法：
4. public Constructor getDeclaredConstructor(Class... parameterTypes):获取"某个构造方法"可以是私有的，或受保护、默认、公有；
代码示例
public class Constructors {
public static void main(String[] args) throws Exception {
//1.加载Class对象
Class clazz = Class.forName("com.guide.reflect.Student");
//2.获取所有公有构造方法
System.out.println("**********************所有公有构造方法*********************************");
Constructor[] conArray = clazz.getConstructors();
for(Constructor c : conArray){
System.out.println(c);
}
System.out.println("************所有的构造方法(包括：私有、受保护、默认、公有)***************");
conArray = clazz.getDeclaredConstructors();
for(Constructor c : conArray){
System.out.println(c);
}
System.out.println("*****************获取公有、无参的构造方法*******************************");
Constructor con = clazz.getConstructor(null);
//1>、因为是无参的构造方法所以类型是一个null,不写也可以：这里需要的是一个参数的类型，切记是类型
//2>、返回的是描述这个无参构造函数的类对象。
System.out.println("con = " + con);
//调用构造方法
Object obj = con.newInstance();
// System.out.println("obj = " + obj);
// Student stu = (Student)obj;
System.out.println("******************获取私有构造方法，并调用*******************************");
con = clazz.getDeclaredConstructor(char.class);
System.out.println(con);
//调用构造方法
con.setAccessible(true);//暴力访问(忽略掉访问修饰符)
obj = con.newInstance('男');
}
}
输出结果
**********************所有公有构造方法*********************************
public com.guide.reflect.Student(java.lang.String,int)
public com.guide.reflect.Student(char)
public com.guide.reflect.Student()
************所有的构造方法(包括：私有、受保护、默认、公有)***************
private com.guide.reflect.Student(int)
protected com.guide.reflect.Student(boolean)
public com.guide.reflect.Student(java.lang.String,int)
public com.guide.reflect.Student(char)
public com.guide.reflect.Student()
com.guide.reflect.Student(java.lang.String)
*****************获取公有、无参的构造方法*******************************
con = public com.guide.reflect.Student()
调用了公有、无参构造方法执行了。。。
******************获取私有构造方法，并调用*******************************
public com.guide.reflect.Student(char)
姓名：男
通过反射获取成员变量
public class StudentField {
public StudentField(){
}
//**********字段*************//
public String name;
protected int age;
char sex;
private String phoneNum;
@Override
public String toString() {
return "Student [name=" + name + ", age=" + age + ", sex=" + sex
+ ", phoneNum=" + phoneNum + "]";
}
}
import java.lang.reflect.Field;
public class GetFields {
public static void main(String[] args) throws Exception {
//1.获取Class对象
Class stuClass = Class.forName("edu.zhku.mjx.interview.javaBase.refect.StudentField");
//2.获取字段
System.out.println("************获取所有公有的字段********************");
Field[] fieldArray = stuClass.getFields();
for(Field f : fieldArray){
System.out.println(f);
}
System.out.println("************获取所有的字段(包括私有、受保护、默认的)********************");
fieldArray = stuClass.getDeclaredFields();
for(Field f : fieldArray){
System.out.println(f);
}
System.out.println("*************获取公有字段**并调用***********************************");
Field f = stuClass.getField("name");
System.out.println(f);
//获取一个对象
Object obj = stuClass.getConstructor().newInstance();//产生Student对象--》Student stu = new Student();
//为字段设置值
f.set(obj, "刘德华");//为Student对象中的name属性赋值--》stu.name = "刘德华"
//验证
StudentField stu = (StudentField)obj;
System.out.println("验证姓名：" + stu.name);
System.out.println("**************获取私有字段****并调用********************************");
f = stuClass.getDeclaredField("phoneNum");
System.out.println(f);
f.setAccessible(true);//暴力反射，解除私有限定
f.set(obj, "18888889999");
System.out.println("验证电话：" + stu);
f = stuClass.getDeclaredField("age");
System.out.println(f);
f.setAccessible(true);//暴力反射，解除私有限定
f.set(obj, 18);
System.out.println("验证保护变量年龄：" + stu);
}
}
通过反射获取方法
public class StudentMethod {
//**************成员方法***************//
public void show1(String s){
System.out.println("调用了：公有的，String参数的show1(): s = " + s);
}
protected void show2(){
System.out.println("调用了：受保护的，无参的show2()");
}
void show3(){
System.out.println("调用了：默认的，无参的show3()");
}
private String show4(int age){
System.out.println("调用了，私有的，并且有返回值的，int参数的show4(): age = " + age);
return "abcd";
}
}
import java.lang.reflect.Method;
public class GetMethod {
public static void main(String[] args) throws Exception {
//1.获取Class对象
Class stuClass = Class.forName("edu.zhku.mjx.interview.javaBase.refect.StudentMethod");
//2.获取所有公有方法
System.out.println("***************获取所有的”公有“方法*******************");
Method[] methodArray = stuClass.getMethods();
for(Method m : methodArray){
System.out.println(m);
}
System.out.println("***************获取所有的方法，包括私有的*******************");
methodArray = stuClass.getDeclaredMethods();
for(Method m : methodArray){
System.out.println(m);
}
System.out.println("***************获取公有的show1()方法*******************");
Method m = stuClass.getMethod("show1", String.class);
System.out.println(m);
//实例化一个Student对象
Object obj = stuClass.getConstructor().newInstance();
m.invoke(obj, "刘德华");
System.out.println("***************获取私有的show4()方法******************");
m = stuClass.getDeclaredMethod("show4", int.class);
System.out.println(m);
m.setAccessible(true);//解除私有限定
Object result = m.invoke(obj, 20);//需要两个参数，一个是要调用的对象（获取有反射），一个是实参
System.out.println("返回值：" + result);
System.out.println("***************获取私有的show3()方法******************");
m = stuClass.getDeclaredMethod("show3");
System.out.println(m);
m.setAccessible(true);//解除私有限定
Object result2 = m.invoke(obj);
System.out.println("返回值：" + result2);
}
}
一个有趣的实验，通过反射调用main
public class StudentMain {
public static void main(String[] args) {
System.out.println("main方法执行了。。。");
}
}
import java.lang.reflect.Method;
public class GetMain {
public static void main(String[] args) {
try {
//1、获取Student对象的字节码
Class clazz = Class.forName("edu.zhku.mjx.interview.javaBase.refect.StudentMain");
//2、获取main方法
Method methodMain = clazz.getMethod("main", String[].class);//第一个参数：方法名称，第二个参数：方法形参的类型，
//3、调用main方法
// methodMain.invoke(null, new String[]{"a","b","c"});
//第一个参数，对象类型，因为方法是static静态的，所以为null可以，第二个参数是String数组，这里要注意在jdk1.4时是数组，jdk1.5之后是可变参数
//这里拆的时候将 new String[]{"a","b","c"} 拆成3个对象。。。所以需要将它强转。
methodMain.invoke(null, (Object)new String[]{"a","b","c"});//方式一
// methodMain.invoke(null, new Object[]{new String[]{"a","b","c"}});//方式二
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
比较实用的示例，通过反射完成泛型擦除
我们都知道java是一门伪泛型语言，泛型仅仅是在编译器会进行检查，一旦过了编译泛型就会被擦除，所以假如某些情况下我们不能修改某个类的泛型，且需要为这个为这个指定泛型的变量赋一个非泛型的值时，我们就可以使用反射技术，如下所示：
public class ModifyGenerics {
public static void main(String[] args) throws Exception {
ArrayList<String> strList = new ArrayList<>();
strList.add("aaa");
strList.add("bbb");
// strList.add(100);
//获取ArrayList的Class对象，反向的调用add()方法，添加数据
Class listClass = strList.getClass(); //得到 strList 对象的字节码 对象
//获取add()方法
Method m = listClass.getMethod("add", Object.class);
//调用add()方法
m.invoke(strList, 100);
//遍历集合
for (Object obj : strList) {
System.out.println(obj);
}
}
}
反射的工作原理
要了解Class类我们必须了解一下jvm的工作机制，当你通过一个new创建一个对象时，它实际的工作如下图所示，即jvm会去加载经过编译后生成的class文件，然后创建一个Class对象，并将其放至内存中。然后在堆区创建对象。 而反射的工作原理也很简单，它也只是将jvm通过defClass生成的Class对象取出来，拿到该类的所有信息，然后创建对象的一个过程。
总结反射的优缺点
优点
运行期动态加载，提高代码的灵活度
缺点
反射实质上就是一堆解释操作，即通知jvm做各种操作，这远远比运行机器码要慢得多。这正是为什么effect java中要求我们接口优于反射
1.你失去了编译时类型检查的所有好处， 包括异常检查。如果一个程序试图反射性地调用一个不存在的或不可访问的方法，它将在运行时失败，除非你采取了特殊的预防措施。 2.执行反射访问所需的代码既笨拙又冗长。 写起来很乏味，读起来也很困难。 3.性能降低。 反射方法调用比普通方法调用慢得多。到底慢了多少还很难说，因为有很多因素在起作用。在我的机器上，调用一个没有输入参数和返回 int 类型的方法时，用反射执行要慢 11 倍。
代理模式(反射常见用处)
简介
代理模式是一种很常见的设计模式，即通过各种方式实现对被代理对象的增强，在完成被代理对象功能被扩展的情况下，又可以保证访问代理的人和被代理人之间的解耦。
两种代理模式
静态代理
静态代理说起来很简单，他就是通过编码的形式，将被代理对象以成员变量的形式出现在代理对象中。从jvm的角度来看，之所以我们叫他静态代理，正是因为他会在编译的时候，将上述的一个个类编译成一个个的class文件。代码如下所示：
/**
* 通过接口抽象代理类和被代理类的动作
*/
public interface SmsService {
String send(String message);
}
/**
* 被代理类
*/
public class SmsServiceImpl implements SmsService {
public String send(String message) {
System.out.println("send message:" + message);
return message;
}
}
/**
* 代理类
*/
public class SmsProxy implements SmsService {
/**
* 通过关联关系将被代理对象以成员变量形式组合到代理类中
*/
private final SmsService smsService;
public SmsProxy(SmsService smsService) {
this.smsService = smsService;
}
@Override
public String send(String message) {
//调用方法之前，我们可以添加自己的操作
System.out.println("before method send()");
smsService.send(message);
//调用方法之后，我们同样可以添加自己的操作
System.out.println("after method send()");
return null;
}
}
/**
* 运行代码
*/
public class StaticMain {
public static void main(String[] args) {
SmsService smsService = new SmsServiceImpl();
SmsProxy smsProxy = new SmsProxy(smsService);
smsProxy.send("java");
}
}
动态代理模式
相比与静态代理，动态代理则相对灵活一些，它可以在运行时候动态的生成被代理类的字节码并加载到jvm中，而且与静态代理相比它无需创建接口类去规范代理类的方法(如果被代理类没有实现接口完全可以使用CGLIB来实现)。
基于jdk实现的动态代理模式的实现(用到了本文的反射)
public interface SmsService {
String send(String message);
}
public class SmsServiceImpl implements SmsService {
public String send(String message) {
System.out.println("send message:" + message);
return message;
}
}
import java.lang.reflect.InvocationHandler;
import java.lang.reflect.InvocationTargetException;
import java.lang.reflect.Method;
/**
* 通过jdk代理增强被代理方法
*/
public class DebugInvocationHandler implements InvocationHandler {
/**
* 代理类中的真实对象
*/
private final Object target;
public DebugInvocationHandler(Object target) {
this.target = target;
}
public Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args) throws InvocationTargetException, IllegalAccessException {
//调用方法之前，我们可以添加自己的操作
System.out.println("before method " + method.getName());
Object result = method.invoke(target, args);
//调用方法之后，我们同样可以添加自己的操作
System.out.println("after method " + method.getName());
return result;
}
}
import java.lang.reflect.Proxy;
/**
* jdk代理类 可以看到Obj对象类型任意，真正实现了代码解耦
*/
public class JdkProxyFactory {
public static Object getProxy(Object target) {
return Proxy.newProxyInstance(
target.getClass().getClassLoader(), // 目标类的类加载
target.getClass().getInterfaces(), // 代理需要实现的接口，可指定多个
new DebugInvocationHandler(target) // 代理对象对应的自定义 InvocationHandler
);
}
}
public class Main {
public static void main(String[] args) {
SmsService smsService = (SmsService) JdkProxyFactory.getProxy(new SmsServiceImpl());
smsService.send("java");
}
}
基于CGLIB实现代理模式(同样用到了反射技术)
需要补充的是cglib是动态生成代理对象，所以无法为final或者private方法进行处理
/**
* 需要被代理的类
*/
public class AliSmsService {
public String send(String message) {
System.out.println("send message:" + message);
return message;
}
}
import net.sf.cglib.proxy.MethodInterceptor;
import net.sf.cglib.proxy.MethodProxy;
import java.lang.reflect.Method;
/**
* 自定义MethodInterceptor
*/
public class DebugMethodInterceptor implements MethodInterceptor {
/**
* @param o 代理对象（增强的对象）
* @param method 被拦截的方法（需要增强的方法）
* @param args 方法入参
* @param methodProxy 用于调用原始方法
*/
@Override
public Object intercept(Object o, Method method, Object[] args, MethodProxy methodProxy) throws Throwable {
//调用方法之前，我们可以添加自己的操作
System.out.println("before method " + method.getName());
Object object = methodProxy.invokeSuper(o, args);
//调用方法之后，我们同样可以添加自己的操作
System.out.println("after method " + method.getName());
return object;
}
}
import net.sf.cglib.proxy.Enhancer;
/**
* 代理类
*/
public class CglibProxyFactory {
public static Object getProxy(Class<?> clazz) {
// 创建动态代理增强类
Enhancer enhancer = new Enhancer();
// 设置类加载器
enhancer.setClassLoader(clazz.getClassLoader());
// 设置被代理类
enhancer.setSuperclass(clazz);
// 设置方法拦截器
enhancer.setCallback(new DebugMethodInterceptor());
// 创建代理类
return enhancer.create();
}
}
public class Main {
public static void main(String[] args) {
AliSmsService aliSmsService = (AliSmsService) CglibProxyFactory.getProxy(AliSmsService.class);
aliSmsService.send("java");
}
}
小结动态代理
在《精通spring4.x》一书中，我们可以知道，jdk生成的代理对象性能远远差于cglib生成代理对象，但cglib创建代理对象花费的时间却远远高于jdk代理创建的对象。所以在spring框架的使用中，如果是单例的bean需要实现aop等操作，我们建议是使用cglib动态代理技术。
