【注解和反射】-- 02 反射

Java反射

01 概述

1.1 静态 vs 动态语言

• 动态语言
  • 是一类在运行时可以改变其结构的语言：例如新的函数、对象、甚至代码可以被引进，已有的函数可以被删除或者是其他结构上的变化。通俗来说就是在运行时代码可以根据某些条件改变自身结构。
  • 主要动态语言：Object-C、C#、JavaScript、PHP、Python
• 静态语言
  • 与动态语言相对应的，运行时结构不可变的语言就是静态语言。例如Java、C、C++
  • Java不是动态语言，但Java可以称之为“准动态语言”。即Java具有一定的动态性，可以利用反射机制获得类似动态语言的特性。Java的动态性让编程的时候更加灵活！

1.2 Java Reflection

• Reflection(反射)是Java被视为动态语言的关键，反射机制允许程序在执行期借助Reflection API取得任何类的内部信息，并能直接操作任意对象的内部属性及方法。

  • Class c = Class.forName("java.lang.String")
    

• 加载完类之后，在堆内存的方法区中就产生了一个Class类型的对象(一个类只有一个Class对象)，这个对象包含了完整的类的结构信息。可以通过这个对象看到类的结构，这个对象就像一面镜子，透过这个镜子看到类的结构，故将之形象地称为：反射。

• Class类
• Java反射机制提供的功能：
  • 在运行时判断任意一个对象所属的类
  • 在运行时构造任意一个类地对象
  • 在运行时判断任意一个类所具有的成员变量和方法
  • 在运行时获取泛型信息
  • 在运行时调用任意一个对象的成员变量和方法
  • 在运行时处理注解
  • 生成动态代理
  • …
• 反射的优点和缺点
  • 优点：可以实现动态创建对象和编译，体现出很大的灵活性
  • 缺点：对性能有影响。使用反射基本上是一种解释操作，可以告诉JVM，我们希望做什么并且它满足我们的要求，这类操作总是慢于直接执行相同的操作
• 反射相关的主要API
  • java.lang.Class：代表一个类
  • java.lang.reflect.Method：代表类的方法
  • java.lang.reflect.Field：代表类的成员变量
  • java.lang.reflect.Constructor：代表类的构造器
  • …

02 理解Class类并获取Class实例

2.1 Class类

在Object类中定义了以下的方法，此方法将被所有子类继承

public final Class getClass()

以上的方法返回值的类型是一个Class类，此类是Java反射的源头，实际上所谓反射从程序的运行结果来看也很好理解：即可以通过对象反射求出类的名称。

对象照镜子后可以得到的信息：某个类的属性、方法和构造器、某个类实现了哪些接口。对于每个类而言，JRE都为其保留一个不变的Class类型的对象。一个Class对象包含了特定某个结构(class/interface/enum/annotation/primitive type/void/[])的有关信息

• Class本身也是一个类
• Class对象只能由系统建立
• 一个加载的类在JVM中只会有一个Class实例
• 一个Class对象对应的是一个加载到JVM中的一个.class文件
• 每个类的实例都会记得是由哪个Class实例所生成
• 通过Class可以完整地得到一个类中地所有被加载的结构
• Class类是Reflection的根源，针对任何你想动态加载、运行的类，唯有先获得相应的Class对象

Class类的常用方法：

方法名	功能说明
static ClassforName(String name)	返回指定类名name的Class对象
Object newInstance()	调用缺省构造函数，返回Class对象的一个实例
getName()	返回此Class对象所表示的实体(类、接口、数组类或void)的名称
Class getSuperClass()	返回当前Class对象的父类的Class对象
Class[] getinterfaces()	获取当前Class对象的接口
ClassLoader getClassLoader()	返回该类的类加载器
Constructor[] getConstructors()	返回一个包含某些Constructor对象的数组
Method getMethod(String name, Class… T)	返回一个Method对象，此对象的形参类型为paramType
Field[] getDeclaredFields()	返回Field对象的一个数组

2.2 获取Class类的实例

1. 若已知具体的类，通过类的class属性获取，该方法最为安全可靠，程序性能最高

Class clazz = Person.class;

2. 已知某个类的实例，调用该实例的getClass()方法获取Class对象

Class clazz = person.getClass();

3. 已知一个类的全类名，且该类在类路径下，可通过Class类的静态方法forName()获取，可能抛出ClassNotFoundException

Class clazz = class.forName("demo01.Student");

4. 内置基本数据类型可以直接用类名.Type
5. 还可以利用ClassLoader，之后会涉及到

练习：

package com.duo.reflection;

//测试Class类的创建方式有哪些
public class Test1 {
    public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException {
        Person person = new Student();
        System.out.println("This is " + person.name);

        //方式一：通过对象获得
        Class<? extends Person> c1 = person.getClass();
        System.out.println(c1.hashCode());

        //方式二：通过.forName
        Class<?> c2 = Class.forName("com.duo.reflection.Student");
        System.out.println(c2.hashCode());

        //方式三：通过类名.class
        Class<Student> c3 = Student.class;
        System.out.println(c3.hashCode());

        //方式四：基本内置类型的包装类都有一个Type属性
        Class<Integer> c4 = Integer.TYPE;
        System.out.println(c4);

        //获得父类类型
        Class<?> c5 = c1.getSuperclass();
        System.out.println(c5);
    }
}

class Person {
    public String name;

    public Person() {
    }

    public Person(String name) {
        this.name = name;
    }

    @Override
    public String toString() {
        return "Person{" +
                "name='" + name + '\'' +
                '}';
    }
}

class Student extends Person {
    public Student() {
        this.name = "Li";
    }
}

class Teacher extends Person {
    public Teacher() {
        this.name = "Wang";
    }
}

运行结果：

---