前言
不管谷歌如何推 kotlin 语言, java 依然是使用最广泛的 Android 开发语言. 反射机制是 java 学习中特别重要的一环, 理解反射对学习 Java 框架也有很大的帮助, 并且对做一些 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;
2,Class 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
补充资料:
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
new 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
1.Bootstrap 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
2.Extension 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
3.System 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
最后关于作者
作者目前在深圳, 13 年 java 转 Android 开发, 在小厂待过, 也去过华为, OPPO 等, 去年四月份进了腾讯一直到现在. 等大厂待过也面试过很多人. 深知大多数初中级 Android 工程师, 想要提升技能, 往往是自己摸索成长, 不成体系的学习效果低效漫长且无助.
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