java反射知识点总结(框架灵魂篇)

怼烎@ 2023-03-13 02:35 34阅读 0赞

> 反射库（reflection library) 提供了一个非常丰富且精心设计的工具集， 以便编写能够动态操纵 Java 代码的程序。这项功能被大量地应用于 JavaBeans 中,它是 Java 组件的体系结构。 - - - - - - - - - - - - - - - - - - -源于Java核心技术(卷Ⅰ)的引用

在理解反射之前需要了解**类加载机制**。

#### 一、什么是反射 ####

> **能够分析类能力的程序称为反射（reflective)。**

#### 二、获得class类对象的三种方式 ####

在程序运行期间，Java 运行时系统始终为所有的对象维护一个被称为运行时的类型标识。这个信息跟踪着每个对象所属的类。 虚拟机利用运行时类型信息选择相应的方法执行。  
然而，可以通过专门的 Java 类访问这些信息。保存这些信息的类被称为 Class, 这个名字很容易让人混淆。Object 类中的 getClass( ) 方法将会返回一个 Class 类型的实例。

1.  类名.class（例如：Student.class）
2.  对象.getClass()

Random generator = new Random():
    Class cl = generator.getClass() ;
    String name = cl.getName(); // name is set to "java.util.Random"

1.  **还可以调用静态方法 forName 获得类名对应的 Class 对象。**

String className = "java.util.Random";
    Class cl = Class.forName(className) ;

如果类名保存在字符串中， 并可在运行中改变， 就可以使用这个方法。当然， 这个方法只有在 dassName 是类名或接口名时才能够执行。 否则，forName 方法将抛出一个 checkedexception ( 已检查异常）。无论何时使用这个方法， 都应该提供一个异常处理器（exception handler) 。

String className = "java.util.Random";
    Class cl = null;
    try { 
    	cl = Class.forName(className);
    } catch (ClassNotFoundException e) { 
    	// TODO Auto-generated catch block
    	e.printStackTrace();
    }

#### 三、通过反射来创建对象（生成类的实例） ####

//通过反射创建，需要注意此处是需要抛出异常的
    Student student = Student.class.newInstance();
    
    //通过new
    Student student1 = new Student();

两者创建对象是等价的，由此我们可以看出创建对象不一定非等通过new 来实现。

> **那么我们就要想既然可以通过new来生成实例，为什么还需要反射呢？**  
> 解释：我们知道通过new来创建对象比反射生成的实例要快，但是我们可能遇到过一种情况，**new没办法使用的时候**，比如说我们在使用框架的时候事先不知道这些类，没办法通过new来创建实例，只能通过反射来生成实例。我们是迫不得已的时候才使用反射来生成实例。  
> 还有就是比如我们在使用tomcat开启动web项目的时候，tomcat开发者不知道项目中会有什么类，无法通过new来生成类的实例，所以tomcat容器写了一个类的模板，运行的时候利用反射获取类信息，然后生成对应的实例，然后执行调用方法。

附：简易类加载机制图  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzQ0OTIyMTEz_size_16_color_FFFFFF_t_70]

#### 四、调用任意方法 ####

> 在 C 和 C++ 中， 可以从函数指针执行任意函数。从表面上看， Java 没有提供方法指针，即将一个方法的存储地址传给另外一个方法， 以便第二个方法能够随后调用它。事实上，Java 的设计者曾说过：方法指针是很危险的，并且常常会带来隐患。 他们认为 Java 提供的接口（interface) 是一种更好的解决方案。然而， **反射机制允许你调用任意方法**。

我们来看代码：

1）、我先定义了一个学生类，注意age属性是私有的

public class Student { 
    	private int age;
    
    	@Override
    	public String toString() { 
    		return "Student [age=" + age + "]";
    	}
    	
    }

2）、

public class TestReflect { 
    	public static void main(String[] args) { 
    		Student student = new Student();
    		
    		try { 
    			Field age = Student.class.getDeclaredField("age");
    			
    			//设置可访问非常重要
                age.setAccessible(true);
    		
    			age.set(student,20);
                System.out.println(student);
                System.out.println(age.get(student));
                
    		} catch (NoSuchFieldException e) { 
    			// TODO Auto-generated catch block
    			e.printStackTrace();
    		} catch (IllegalAccessException e) { 
    			// TODO Auto-generated catch block
    			e.printStackTrace();
    		}
    
    		System.out.println("------------------------------------------------");
    		
    		try { 
    			Method toString = Student.class.getDeclaredMethod("toString");
    			Object invoke;
    			invoke = toString.invoke(student);
    			System.out.println(invoke);
    		} catch (IllegalAccessException e) { 
    			// TODO Auto-generated catch block
    			e.printStackTrace();
    		} catch (NoSuchMethodException e) { 
    			// TODO Auto-generated catch block
    			e.printStackTrace();
    		}catch (InvocationTargetException e) { 
    			// TODO Auto-generated catch block
    			e.printStackTrace();
    		}
    	}
    }

运行结果：  
![在这里插入图片描述][20200509220626257.png]

###### 1、我们通过第一个try-catch可以看到即使是对象中的私有属性通过反射也是可以访问到的，前提是设置可访问的属性。 ######

###### 2、通过第二个try-catch的应用我们便实现了利用反射机制中的invoke方法来调用对象中的方法，也就是我们通常所说的代理，从这里我们可以看到，反射和代理是在一起使用的。 ######

#### 五、反射的用途 ####

说了这么多，反射的用途到底是什么，反射主要的作用是什么？

> 通过以上的介绍我们可以总结两句话：  
> 1、通过反射获取类信息；  
> 2、根据类信息生成实例（实例化功能）；  
> 3、反射最终的目的是拿到类的实例。

###### 拓展： ######

> 反射除了这些，在我们的Spring框架中的应用是很多很多的，比如说ioc和aop，springMVC原理等等都用到了反射机制，反射在框架中应用很广，这是一个非常重要的知识点，对于我们学习web是必须要掌握的。

如果大家有兴趣可以阅读Java核心技术(卷Ⅰ)这本书，里面有对反射机制更详细的讲解。

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