理解反射对学习 Java 框架有很大的帮助, 如 Spring 框架的核心就是使用 Java 反射实现的, 而且对做一些 Java 底层的操作会很有帮助.
一: Class 类的使用
1. 万事万物皆对象,(当然, 基本数据类型, 静态成员不是面向对象 (属于类的)), 所以我们创建的每一个类也都是对象, 即类本身是 java.lang.Class 类的实例对象, 但是这些对象都不需要 new 出来, 因为 java.lang.Class 类的构造方法是私有的.
2. 任何一个类都是 Class 类的实例对象, 这个实例对象有三种表示方式:(我们新建一个 Student 类)
- Class c1 = Student.class;// 实际告诉我们任何一个类都有一个隐含的静态成员变量 class(知道类名时用)
- Class c2 = stu.getClass();// 已知该类的对象通过 getClass 方法 (知道对象时用)
- Class c3 = Class.forName("类的全名");// 会有一个 ClassNotFoundException 异常
官网解释说: c1,c2 表示了 Student 类的类类型 ()class type), 万事万物皆对象, 类也是对象, 是 Class 类的实例对象, 这个对象我们成为该类的类类型 (有点乱, 但是慢慢捋一下还是能理解的)
这里有一点值得注意, 当我们执行 System.out.println(c1==c2); 语句, 结果返回的是 true, 这是为什么呢? 原因是不管 c1 还是 c2 都代表了 Student 类的类类型, 一个类可能是 Class 类的一个实例对象.
我们完全可以通过类的类类型创建该类的对象实例, 即通过 c1 或 c2 创建 Student 的实例.
Student stu = (Student)c1.newInstance();// 前提是必须要有无参的构造方法, 因为该语句会去调用其无参构造方法. 该语句会抛出异常.
二: 动态加载类
1. 编译时加载类是静态加载类
new 创建对象是静态加载类, 在编译时刻就需要加载所有可用使用到的类, 如果有一个用不了, 那么整个文件都无法通过编译
2. 运行时加载类是动态加载类
Class c = Class.forName("类的全名"), 不仅表示了类的类型, 还表示了动态加载类, 编译不会报错, 在运行时才会加载, 使用接口标准能更方便动态加载类的实现. 功能性的类尽量使用动态加载, 而不用静态加载.
很多软件比如 QQ,360 的在线升级, 并不需要重新编译文件, 只是动态的加载新的东西
三: 获取方法信息
1基本的数据类型, void 关键字都存在类类型
- Class c1 =int.class;//int 的类类型
- Class c2 =String.class;//String 类的类类型, 可以理解为编译生成的那个 String.class 字节码文件,
- // 当然, 这并不是官方的说法
- Class c3 =double.class;
- Class c4 =Double.class;
- Class c5 =void.class;
2Class 类的基本 API 操作
- /**
- * 打印类的信息, 包括类的成员函数, 成员变量
- * @param obj 该对象所属类的信息
- */
- publicstaticvoid printClassMessage(Object obj){
- // 要获取类的信息, 首先要获取类的类类型
- Class c = obj.getClass();// 传递的是哪个子类的对象, c 就是该子类的类类型
- // 获取类的名称
- System.out.println("累的名称是:"+c.getName());
- /*
- * Method 类, 方法的对象
- * 一个成员方法就是一个 Method 对象
- * getMethods() 方法获取的是所有的 public 的函数, 包括父类继承而来的
- * getDeclaredMethods() 获取的是多有该类自己声明的方法, 不问访问权限
- */
- Method[] ms = c.getMethods();//c.getDeclaredMethods();
- for(int i =0; i <ms.length; i++){
- // 得到方法的返回值类型的类类型
- Class retrunType = ms[i].getReturnType();
- System.out.print(retrunType.getName()+" ");
- // 得到方法的名称
- System.out.print(ms[i].getName()+"(");
- // 获取的参数类型 ---> 得到的是参数列表的类型的类类型
- Class[] paraTypes = ms[i].getParameterTypes();
- for(Class class1 : paraTypes){
- System.out.print(class1.getName()+",");
- }
- System.out.println(")");
- }
- }
Class 的 API 中还有很多其他的方法, 可以得到 interface,Package,Annotation 等很多信息, 具体使用请参考帮助手册, 本文就不在详细讲解. 特别注意的一点是, 如果你想得到一个类的信息, 首先就要获取该类的类类型.
四: 获取成员变量构造函数信息
- /**
- * 成员变量也是对象, 是 java.lang.reflect.Field 这个类的的对象
- * Field 类封装了关于成员变量的操作
- * getFields() 方法获取的是所有 public 的成员变量的信息
- * getDeclareFields() 方法获取的是该类自己声明的成员变量的信息
- */
- Field[] fs = c.getDeclaredFields();
- for(Field field : fs){
- // 得到成员变量的类型的类类型
- Class fieldType = field.getType();
- String typeName = fieldType.getName();
- // 得到成员变量的名称
- String fieldName = field.getName();
- System.out.print(typeName+" "+fieldName);
- }
- /**
- * 构造函数也是对象
- * java.lang.Constructor 中封装了构造函数的信息
- * getConstructor() 方法获取所有的 public 的构造函数
- * getDeclaredConstructors 得到所有的构造函数
- */
- Constructor[] cs = c.getDeclaredConstructors();
- for(Constructor constructor : cs){
- System.out.print(constructor.getName()+"(");
- // 获取构造函数的参数列表 ---》得到的是参数雷彪的类类型
- Class[] paramTypes = constructor.getParameterTypes();
- for(Class class1 : paramTypes){
- System.out.print(class1.getName()+",");
- }
- System.out.println(")");
- }
五: 方法反射的基本操作
1. 如何获取某个方法
方法的名称和方法的参数列表才能唯一决定某个方法
Method m = c.getDeclaredMethod("方法名", 可变参数列表 (参数类型. class))
2. 方法的反射操作
m.invoke(对象, 参数列表)
方法如果没有返回值, 返回 null, 如果有返回值返回 Object 类型, 然后再强制类型转换为原函数的返回值类型
六: 通过反射了解集合泛型的本质
- ArrayList list1 =newArrayList();
- ArrayList<String> list2 =newArrayList<String>();
- Class c1 = list1.getClass();
- Class c2 = list2.getClass();
- System.out.println(c1==c2);// 结果为 true, 为什么??
结果分析: 因为反射的操作都是编译之后的操作, 也就是运行时的操作, c1==c2 返回 true, 说明编译之后集合的泛型是去泛型化的.
那么我们就可以理解为, Java 集合中的泛型, 是用于防止错误类型元素输入的, 比如在 list2 中我们 add 一个 int,add(10) 就会编译报错, 那么这个泛型就可以只在编译阶段有效, 通过了编译阶段, 泛型就不存在了. 可以验证, 我们绕过编译, 用反射动态的在 list2 中 add 一个 int 是可以成功的, 只是这时因为 list2 中存储了多个不同类型的数据 (String 型, 和 int 型), 就不能用 for-each 来遍历了, 会抛出类型转换错误异常 ClassCastException.
七: 关于 Java 类加载器内容的详解
1 类的加载
当程序要使用某个类时, 如果该类还未被加载到内存中, 则系统会通过加载, 连接, 初始化三步来实现对这个类进行初始化
. 加载:
就是指将 class 文件读入内存, 并为之创建一个 Class 对象, 任何类被使用时系统都会建立一个 Class 对象
. 连接:
验证: 确保被加载类的正确性
准备: 负责为类的静态成员分配内存, 并设置默认初始化值
解析: 将类中的符号引用替换为直接引用
. 初始化:
局部变量保存在栈区: 必须手动初始化
ew 的对象保存在堆区: 虚拟机会进行默认初始化, 基本数据类型初始化值为 0, 引用类型初始化值为 null
2. 类加载的时机 (只加载一次)
以下时机仅表示第一次的时候
1 创建类的实例的时候
2 访问类的静态变量的时候
3 调用类的静态方法的时候
4 使用反射方式来强制创建某个类或接口对应的 java.lang.Class 对象
5 初始化某个类的子类的时候
6 直接使用 java.exe 命令来运行某个主类
3. 类加载器
负责将. class 文件加载到内存中, 并为之生成对应的 Class 对象
虽然我们在开发过程中不需要关心类加载机制, 但是了解这个机制我们就能更好的理解程序的运行
4. 类加载器的组成
1Bootstrap ClassLoader 根类加载器
也被称为引导类加载器, 负责 Java 核心类的加载, 比如 System 类, 在 JDK 中 JRE 的 lib 目录下 rt.jar 文件中的类.
2Extension ClassLoader 扩展类加载器
负责 JRE 的扩展目录中 jar 包的加载, 在 JDK 中 JRE 的 lib 目录下 ext 目录.
3System ClassLoader 系统类加载器
负责在 JVM 启动时加载来自 java 命令的 class 文件, 以及 classpath 环境变量所指定的 jar 包和类路径, 主要是我们开发者自己写的类.
来源: https://yq.aliyun.com/articles/685893