要想理解反射的原理,首先要了解什么是类型信息。Java让我们在运行时识别对象和类的信息,主要有两种方式:一种是传统的RTTI(Run-Time Type Identification),它假定我们在编译时已经知道了所有的类型信息;另一种是反射机制,它允许我们在运行时发现和使用类的信息。 使用的前提条件:必须先得到代表的字节码的Class,Class类用于表示.class文件(字节码) 一、反射的概述JAVA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。 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.。 反射就是把Java类中的各种成分映射成一个个的Java对象。 例如: 一个类有:成员变量、方法、构造方法、包等等信息,利用反射技术可以对一个类进行解剖,把各个组成部分映射成一个个对象。 (其实:一个类中这些成员方法、构造方法,在加入类中都有一个类来描述) 如图是类的正常加载过程:反射的原理在于class对象。 熟悉一下加载的时候:Class对象的由来是将class文件读入内存,并为之创建一个Class对象。 类的正常加载过程 二、反射的理解反射之中包含了一个「反」字,所以想要解释反射就必须先从「正」开始解释。 一般情况下,我们使用某个类时必定知道它是什么类,是用来做什么的。于是我们直接对这个类进行实例化,之后使用这个类对象进行操作。 如: Phone phone = new Phone(); //直接初始化,「正射」 phone.setPrice(4); 上面这样子进行类对象的初始化,我们可以理解为「正」。 而反射则是一开始并不知道我要初始化的类对象是什么,自然也无法使用 new 关键字来创建对象了。 这时候,我们使用 JDK 提供的反射 API 进行反射调用: Class clz = Class.forName('com.xxp.reflect.Phone');Method method = clz.getMethod('setPrice', int.class);Constructor constructor = clz.getConstructor();Object object = constructor.newInstance();method.invoke(object, 4); 上面两段代码的执行结果,其实是完全一样的。但是其思路完全不一样,第一段代码在未运行时就已经确定了要运行的类(Phone),而第二段代码则是在运行时通过字符串值才得知要运行的类(com.xxp.reflect.Phone)。 所以说什么是反射?反射就是在运行时才知道要操作的类是什么,并且可以在运行时获取类的完整构造,并调用对应的方法。 一般情况下我们使用反射获取一个对象的步骤: //获取类的 Class 对象实例 Class clz = Class.forName('com.xxp.api.Phone'); //根据 Class 对象实例获取 Constructor 对象 Constructor phoneConstructor = clz.getConstructor(); //使用 Constructor 对象的 newInstance 方法获取反射类对象 Object phoneObj = phoneConstructor.newInstance(); 而如果要调用某一个方法,则需要经过下面的步骤: //获取方法的 Method 对象 Method setPriceMethod = clz.getMethod('setPrice', int.class); //利用 invoke 方法调用方法 setPriceMethod.invoke(phoneObj, 6000); 到这里,我们已经能够掌握反射的基本使用。但如果要进一步掌握反射,还需要对反射的常用 API 有更深入的理解。 三、反射的常用API在 JDK 中,反射相关的 API 可以分为下面几个方面:获取反射的 Class 对象、通过反射创建类对象、通过反射获取类属性方法及构造器。 反射常用API: 获取反射中的Class对象 在反射中,要获取一个类或调用一个类的方法,我们首先需要获取到该类的 Class 对象。 在 Java API 中,获取 Class 类对象有三种方法:
String str = new String('Hello'); Class c3 = str.getClass(); 需要注意的是:一个类在 JVM 中只会有一个 Class 实例,即我们对上面获取的 c1、c2和c3进行 equals 比较,发现都是true。 通过反射创建类对象 通过反射创建类对象主要有两种方式:通过 Class 对象的 newInstance() 方法、通过 Constructor 对象的 newInstance() 方法。
Class clz = Phone.class; Constructor constructor = clz.getConstructor(); Phone phone= (Phone)constructor.newInstance(); 通过 Constructor 对象创建类对象可以选择特定构造方法,而通过 Class 对象则只能使用默认的无参数构造方法。下面的代码就调用了一个有参数的构造方法进行了类对象的初始化。 Class clz = Phone.class; Constructor constructor = clz.getConstructor(String.class, int.class); Phone phone = (Phone)constructor.newInstance('华为',6666); 通过反射获取类属性、方法、构造器 我们通过 Class 对象的 getFields() 方法可以获取 Class 类的属性,但无法获取私有属性。 Class clz = Phone.class;Field[] fields = clz.getFields();for (Field field : fields) { System.out.println(field.getName());} 输出结果是: price 而如果使用 Class 对象的 getDeclaredFields() 方法则可以获取包括私有属性在内的所有属性: Class clz = Phone.class;Field[] fields = clz.getDeclaredFields();for (Field field : fields) { System.out.println(field.getName());} 输出结果是: name price 与获取类属性一样,当我们去获取类方法、类构造器时,如果要获取私有方法或私有构造器,则必须使用有 declared 关键字的方法。 附:查阅 API 可以看到 Class 有很多方法: getName():获得类的完整名字。 getFields():获得类的public类型的属性。 getDeclaredFields():获得类的所有属性。包括private 声明的和继承类 getMethods():获得类的public类型的方法。 getDeclaredMethods():获得类的所有方法。包括private 声明的和继承类 getMethod(String name, Class[] parameterTypes):获得类的特定方法,name参数指定方法的名字,parameterTypes 参数指定方法的参数类型。 getConstructors():获得类的public类型的构造方法。 getConstructor(Class[] parameterTypes):获得类的特定构造方法,parameterTypes 参数指定构造方法的参数类型。 newInstance():通过类的不带参数的构造方法创建这个类的一个对象。 四、反射源码解析当我们懂得了如何使用反射后,今天我们就来看看 JDK 源码中是如何实现反射的。或许大家平时没有使用过反射,但是在开发 Web 项目的时候会遇到过下面的异常: java.lang.NullPointerException ...sun.reflect.DelegatingMethodAccessorImpl.invoke(DelegatingMethodAccessorImpl.java:43) at java.lang.reflect.Method.invoke(Method.java:369) 可以看到异常堆栈指出了异常在 Method 的第 369 的 invoke 方法中,其实这里指的 invoke 方法就是我们反射调用方法中的 invoke。 Method method = clz.getMethod('setPrice', int.class); method.invoke(object, 6); //就是这里的invoke方法 例如我们经常使用的 Spring 配置中,经常会有相关 Bean 的配置: <bean class='com.xxp.Phone'></bean> 当我们在 XML 文件中配置了上面这段配置之后,Spring 便会在启动的时候利用反射去加载对应的 Phone类。而当 Apple 类不存在或发生启发异常时,异常堆栈便会将异常指向调用的 invoke 方法。 从这里可以看出,我们平常很多框架都使用了反射,而反射中最重要的就是 Method 类的 invoke 方法了。 五、反射总结我们知道反射机制允许程序在运行时取得任何一个已知名称的class的内部信息,包括包括其modifiers(修饰符),fields(属性),methods(方法)等,并可于运行时改变fields内容或调用methods。那么我们便可以更灵活的编写代码,代码可以在运行时装配,无需在组件之间进行源代码链接,降低代码的耦合度;还有动态代理的实现;JDBC原生代码注册驱动;hibernate 的实体类;Spring的AOP等等。但是凡事都有两面性,反射使用不当会造成很高的资源消耗! 六、new对象和反射得到对象的区别
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