1.1 java类加载过程
主要见下图:
- 编译期:是指把源码交给编译器编译成计算机可以执行的文件的过程。在 Java 中也就是把 Java 代码编成 class 文件的过程。编译期只是做了一些翻译功能,并没有把代码放在内存中运行起来,而只是把代码当成文本进行操作
- 运行期:是把编译后的文件交给计算机执行,直到程序运行结束。所谓运行期就把在磁盘中的代码放到内存中执行起来
1.2 反射理解
说明反射概念前,理解下面这个图
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。
上面这样子进行类对象的初始化,我们可以理解为「正」。Apple apple = new Apple(); //直接初始化,「正射」 apple.setPrice(4);
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:
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(Apple),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.chenshuyi.reflect.Apple)Class clz = Class.forName("com.chenshuyi.reflect.Apple");
Method method = clz.getMethod("setPrice", int.class);
Constructor constructor = clz.getConstructor();
Object object = constructor.newInstance();
method.invoke(object, 4);
从这个简单的例子可以看出,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.zhenai.api.Apple");
- 根据 Class 对象实例获取 Constructor 对象
Constructor appleConstructor = clz.getConstructor();
- 使用 Constructor 对象的 newInstance 方法获取反射类对象
Object appleObj = appleConstructor.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(appleObj, 14);
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。
在上述代码中,首先JVM会启动,你的代码会编译成一个.class文件,然后被类加载器加载进jvm的内存中,你的类Object加载到方法区中,创建了Object类的class对象到堆中,注意这个不是new出来的对象,而是类的类型对象,每个类只有一个class对象,作为方法区类的数据结构的接口。jvm创建对象前,会先检查类是否加载,寻找类对应的class对象,若加载好,则为你的对象分配内存,初始化也就是代码:new Object()
而“反射”就是不通过new构造实例,来将类的各个组成部分封装为其他对象;(很抽象)
简而言之,通过反射,我们可以在运行时获得程序或程序集中每一个类型的成员和成员的信息。程序中一般的对象的类型都是在编译期就确定下来的,而 Java 反射机制可以动态地创建对象并调用其属性,这样的对象的类型在编译期是未知的。所以我们可以通过反射机制直接创建对象,即使这个对象的类型在编译期是未知的。
反射的核心是 JVM 在运行时才动态加载类或调用方法/访问属性,它不需要事先(写代码的时候或编译期)知道运行对象是谁
1.3 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的对象
- 在运行时判断任意一个类所具有的成员变量和方法
- 在运行时调用任意一个对象的成员变量和方法
- 生成动态代理
1.4 反射相关API
- java.lang.Class 一个类
- java.lang.reflect.Method 类的方法
- java.lang.reflect.Field 类的成员变量
- java.lang.reflect.Constructor 类的构造器
1.5 Class类
class类是反射机制的核心,获取类的信息时,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(.class)对应的 Class 类型的对象,而所有 Java 类均继承了 Object 类,在 Object 类中定义了一个 getClass() 方法,该方法返回同一个类型为 Class 的对象
主要方法
类型 | 访问方法 | 返回值类型 | 说明 |
---|---|---|---|
包路径 | getPackage() | Package 对象 | 获取该类的存放路径 |
类名称 | getName() | String 对象 | 获取该类的名称 |
继承类 | getSuperclass() | Class 对象 | 获取该类继承的类 |
实现接口 | getlnterfaces() | Class 型数组 | 获取该类实现的所有接口 |
构造方法 | getConstructors() | Constructor 型数组 | 获取所有权限为 public 的构造方法 |
getDeclaredContruectors() | Constructor 对象 | 获取当前对象的所有构造方法 | |
方法 | getMethods() | Methods 型数组 | 获取所有权限为 public 的方法 |
getDeclaredMethods() | Methods 对象 | 获取当前对象的所有方法 | |
成员变量 | getFields() | Field 型数组 | 获取所有权限为 public 的成员变量 |
getDeclareFileds() | Field 对象 | 获取当前对象的所有成员变量 | |
内部类 | getClasses() | Class 型数组 | 获取所有权限为 public 的内部类 |
getDeclaredClasses() | Class 型数组 | 获取所有内部类 | |
内部类的声明类 | getDeclaringClass() | Class 对象 | 如果该类为内部类,则返回它的成员类,否则返回 null |
获取反射中的Class对象
- 通过运行时类的对象,调用 对象.getClass()(多用于对象的获取字节码的方式)
//对象.getClass()
Person p = new Person();
Class cls3 = p.getClass();
System.out.println(cls3);
- 通过运行时类,调用 类.class(多用于参数的传递)
//类名.class
Class cls2 = Person.class;
System.out.println(cls2);
- 通过Class的静态方法,调用 public Class Class.forName当你知道该类的全路径名时,你可以使用该方法获取 Class 类对象(多用于配置文件,将类名定义在配置文件中。读取文件,加载类)
//Class.forName("全类名")
Class cls1 = Class.forName("cn.itcast.domain.Person");
- 类加载器
ClassLoader loader = this.getClass().getClassLoader();
try {
Class clazz5 = loader.loadClass("java.lang.Math");
System.out.println(clazz5);
} catch (ClassNotFoundException e) {
e.printStackTrace();
}
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。
第一种:通过 Class 对象的 newInstance() 方法。
Class clz = Apple.class;
Apple apple = (Apple)clz.newInstance();
第二种:通过 Constructor 对象的 newInstance() 方法
Class clz = Apple.class;
Constructor constructor = clz.getConstructor();
Apple apple = (Apple)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 = Apple.class;
Constructor constructor = clz.getConstructor(String.class, int.class);
Apple apple = (Apple)constructor.newInstance("红富士", 15);