23.反射

类加载器

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，链接，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。

链接指的是将Java类的二进制代码合并到JVM的运行状态之中的过程。在链接之前，这个类必须被成功加载。类的链接包括验证、准备和解析等几个步骤。

验证：是否有正确的内部结构，并和其他类协调一致。
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：将类的二进制数据中的符号引用替换为直接引用

初始化就是以前讲过的初始化步骤，类初始化时机：

创建类的实例
访问类的静态变量，或者为静态变量赋值
访问类的静态方法
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
初始化某个类的子类
直接使用java.exe命令来运行某个主类

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。

类加载器的组成

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,String等。在JDK中JRE的lib目录下rt.jar文件中。

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。

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。

通过这些描述就可以知道我们常用的类，都是由谁来加载完成的。到目前为止我们已经知道把class文件加载到内存了，那么，如果我们仅仅站在这些class文件的角度，我们如何来使用这些class文件中的内容呢?这就是反射要研究的内容。

反射

JAVA反射机制是在运行状态中，对于任意一个类，都能够知道这个类的所有属性和方法；对于任意一个对象，都能够调用它的任意一个方法和属性；这种动态获取的信息以及动态调用对象的方法的功能称为java语言的反射机制。

要想解剖一个类,必须先要获取到该类的字节码文件对象。而解剖使用的就是Class类中的方法.所以先要获取到每一个字节码文件对应的Class类型的对象。

Class类

阅读API的Class类得知，Class 没有公共构造方法。Class 对象是在加载类时由 Java 虚拟机以及通过调用类加载器中的 defineClass 方法自动构造的。

获取Class对象的三种方式

方式一: 通过Object类中的getClass()方法

Person p = new Person();
Class c = p.getClass();

方式二: 通过类名.class 获取到字节码文件对象（任意数据类型都具备一个class静态属性,看上去要比第一种方式简单）。

Class c2 = Person.class;

方式三: 通过Class类中的方法（将类名作为字符串传递给Class类中的静态方法forName即可）。

Class c3 = Class.forName("Person");

前两种你必须明确Person类型。第三种是指定这种类型的字符串就行.这种扩展更强.我不需要知道你的类.我只提供字符串,按照配置文件加载就可以了。

代码演示：

package typeinfo;

/* 获取.class字节码文件对象的方式
* 1：通过Object类中的getClass()方法
* 2: 通过 类名.class 获取到字节码文件对象
* 3: 反射中的方法,
* public static Class<?> forName(String className) throws ClassNotFoundException
* 返回与带有给定字符串名的类或接口相关联的 Class 对象
*/
public class ReflectDemo {
    public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException {
// 1：通过Object类中的getClass()方法
        Person p1 = new Person();
        Class c1 = p1.getClass();
        System.out.println("c1 = " + c1);
// 2: 通过 类名.class 获取到字节码文件对象
        Class c2 = Person.class;
        System.out.println("c2 = " + c2);
// 3: 反射中的方法
        Class c3 = Class.forName("typeinfo.Person");// 包名.类名
        System.out.println("c3 = " + c3);
    }
}
//c1 = class typeinfo.Person
//c2 = class typeinfo.Person
//c3 = class typeinfo.Person

package typeinfo;
public class Person {
    //成员变量
    public String name;
    public int age;
    private String address;

    //构造方法
    public Person() {
        System.out.println("空参数构造方法");
    }
    public Person(String name) {
        this.name = name;
        System.out.println("带有String的构造方法");
    }
    //私有的构造方法
    private Person(String name, int age){
        this.name = name;
        this.age = age;
        System.out.println("带有String，int的构造方法");
    }
    public Person(String name, int age, String address){
        this.name = name;
        this.age = age;
        this.address = address;
        System.out.println("带有String, int, String的构造方法");
    }
    //成员方法
    //没有返回值没有参数的方法
    public void method1(){
        System.out.println("没有返回值没有参数的方法");
    }
    //没有返回值，有参数的方法
    public void method2(String name){
        System.out.println("没有返回值，有参数的方法 name= "+ name);
    }
    //有返回值，没有参数
    public int method3(){
        System.out.println("有返回值，没有参数的方法");
        return 123;
    }
    //有返回值，有参数的方法
    public String method4(String name){
        System.out.println("有返回值，有参数的方法");
        return "哈哈" + name;
    }
    //私有方法
    private void method5(){
        System.out.println("私有方法");
    }
    @Override
    public String toString() {
        return "Person [name=" + name + ", age=" + age + ", address=" + address+ "]";
    }
}

通过反射获取构造方法并使用

在反射机制中，把类中的成员（构造方法、成员方法、成员变量）都封装成了对应的类进行表示。其中，构造方法使用类Constructor表示。可通过Class类中提供的方法获取构造方法：

返回一个构造方法：

public Constructor<T> getConstructor(Class<?>... parameterTypes) 获取public修饰, 指定参数类型所对应的构造方法
public Constructor<T> getDeclaredConstructor(Class<?>... parameterTypes) 获取指定参数类型所对应的构造方法(包含私有的)

返回多个构造方法

public Constructor<?>[] getConstructors() 获取所有的public 修饰的构造方法
public Constructor<?>[] getDeclaredConstructors() 获取所有的构造方法(包含私有的)

获取构造方法的代码演示：

package typeinfo;

import java.lang.reflect.Constructor;

public class ReflectConstructorDemo {
    public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException, NoSuchMethodException, SecurityException {
//获取Class对象
        Class c = Class.forName("typeinfo.Person");//包名.类名
//获取所有的构造方法
//Constructor[] cons = c.getConstructors();
        Constructor[] cons = c.getDeclaredConstructors();
        for (Constructor con : cons) {
            System.out.println(con);
        }
        System.out.println("------------------------");
//获取一个构造方法
//public Person()
        Constructor con1 = c.getConstructor(null);
        System.out.println(con1);
//public Person(String name)
        Constructor con2 = c.getConstructor(String.class);
        System.out.println(con2);
//private Person(String name, int age)
        Constructor con3 = c.getDeclaredConstructor(String.class, int.class);
        System.out.println(con3);
//public Person(String name, int age, String address)
        Constructor con4 = c.getDeclaredConstructor(String.class, int.class, String.class);
        System.out.println(con4);
    }
}
//public typeinfo.Person(java.lang.String,int,java.lang.String)
//private typeinfo.Person(java.lang.String,int)
//public typeinfo.Person(java.lang.String)
//public typeinfo.Person()
//        ------------------------
//public typeinfo.Person()
//public typeinfo.Person(java.lang.String)
//private typeinfo.Person(java.lang.String,int)
//public typeinfo.Person(java.lang.String,int,java.lang.String)

通过反射方式，获取构造方法，创建对象

步骤如下：

获取到Class对象
获取指定的构造方法
通过构造方法类Constructor中的方法 newInstance ，创建对象

代码演示：

package typeinfo;

import java.lang.reflect.Constructor;
import java.lang.reflect.InvocationTargetException;

public class ConstructorDemo {
    public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException, NoSuchMethodException, SecurityException, 
                       InstantiationException, IllegalAccessException, IllegalArgumentException, InvocationTargetException, InvocationTargetException {
//1,获取到Class对象
        Class c = Class.forName("typeinfo.Person");//包名.类名
//2,获取指定的构造方法
//public Person()
//Constructor con = c.getConstructor(null);
//public Person(String name, int age, String address)
        Constructor con = c.getConstructor(String.class, int.class, String.class);
//3,通过构造方法类中Constructor的方法，创建对象
//Object obj = con.newInstance(null);
        Object obj = con.newInstance("小明", 22, "哈尔滨");
//显示
        System.out.println(obj);
    }
}
//带有String, int, String的构造方法
//Person [name=小明, age=22, address=哈尔滨]

通过反射方式，获取私有构造方法，创建对象

AccessibleObject 类是 Field、Method 和 Constructor 对象的父类。它提供了将反射的对象标记为在使用时取消默认 Java 语言访问控制检查的能力。

对于公共成员、默认（打包）访问成员、受保护成员和私有成员，在分别使用 Field、Method 或 Constructor 对象来设置或获取字段、调用方法，或者创建和初始化类的新实例的时候，会执行访问检查。常用方法如下：

public void setAccessible(boolean flag) throws SecurityException

参数值为 true ，则指示反射的对象在使用时应该取消 Java 语言访问检查。参数值为 false 则指示反射的对象应该实施 Java 语言访问检查。

获取私有构造方法，步骤如下：

获取到Class对象
获取指定的构造方法
暴力访问, 通过setAccessible(boolean flag)方法
通过构造方法类Constructor中的 newInstance 方法，创建对象

代码演示：

package typeinfo;

import java.lang.reflect.Constructor;
import java.lang.reflect.InvocationTargetException;

public class ConstructorDemo2 {
    public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException, NoSuchMethodException, SecurityException, 
                                           InstantiationException, IllegalAccessException, IllegalArgumentException, InvocationTargetException {
//1,获取到Class对象
        Class c = Class.forName("typeinfo.Person");//包名.类名
//2,获取指定的构造方法
//private Person(String name, int age)
        Constructor con = c.getDeclaredConstructor(String.class, int.class);
//3,暴力反射
        con.setAccessible(true);//取消 Java 语言访问检查
//4,通过构造方法类中的功能，创建对象
        Object obj = con.newInstance("小明", 23);
        System.out.println(obj);
    }
}
//带有String，int的构造方法
//Person [name=小明, age=23, address=null]

通过反射获取成员变量并使用

在反射机制中，把类中的成员变量使用类Field表示。可通过Class类中提供的方法获取成员变量：

返回一个成员变量

public Field getField(String name) 获取指定的public修饰的变量
public Field getDeclaredField(String name) 获取指定的任意变量(包含私有)

返回多个成员变量

public Field[] getFields() 获取所有public修饰的变量
public Field[] getDeclaredFields() 获取所有的变量 (包含私有)

获取成员变量的代码演示：

package typeinfo;

import java.lang.reflect.Field;

public class FieldDemo {
    public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException, NoSuchFieldException, SecurityException {
//获取Class对象
        Class c = Class.forName("typeinfo.Person");
//获取成员变量
//多个变量
//Field[] fields = c.getFields();
        Field[] fields = c.getDeclaredFields();
        for (Field field : fields) {
            System.out.println(field);
        }
        System.out.println("-----------------");
//一个变量
//public int age;
        Field ageField = c.getField("age");
        System.out.println(ageField);
//private String address
        Field addressField = c.getDeclaredField("address");
        System.out.println(addressField);
    }
}
//public java.lang.String typeinfo.Person.name
//public int typeinfo.Person.age
//private java.lang.String typeinfo.Person.address
//        -----------------
//public int typeinfo.Person.age
//private java.lang.String typeinfo.Person.address
//
//        Process finished with exit code 0

通过反射，创建对象，获取指定的成员变量，进行赋值与获取值操作

获取成员变量，步骤如下：

获取Class对象
获取构造方法
通过构造方法，创建对象
获取指定的成员变量（私有成员变量，通过setAccessible(boolean flag)方法暴力访问）
通过方法，给指定对象的指定成员变量赋值或者获取值 public void set(Object obj, Object value) ，在指定对象obj中，将此 Field 对象表示的成员变量设置为指定的新值。

public Object get(Object obj) 返回指定对象obj中，此 Field 对象表示的成员变量的值。

代码演示：

package typeInfo;

import java.lang.reflect.Constructor;
import java.lang.reflect.Field;
import java.lang.reflect.InvocationTargetException;

/**
 * Created by yang on 2017/7/4.
 */
public class FieldDemo2 {
    public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException, NoSuchMethodException, SecurityException, InstantiationException, IllegalAccessException,
            IllegalArgumentException, InvocationTargetException, NoSuchFieldException {
//1,获取Class对象
        Class c = Class.forName("typeInfo.Person");
//2，获取构造方法
//public Person(String name)
        Constructor con = c.getConstructor(String.class);
//3，通过构造方法，创建对象
        Object obj = con.newInstance("小明");
//4，获取指定的成员变量
//public String name;
        Field nameField = c.getField("name");
//public int age;
        Field ageField = c.getField("age");
//private String address;
        Field addressField = c.getDeclaredField("address");
        addressField.setAccessible(true); //取消 Java 语言访问检查
//5，通过方法，给指定对象的指定成员变量赋值或者获取值
        System.out.println("name = "+ nameField.get(obj));
        System.out.println("age = "+ ageField.get(obj));
        System.out.println("address = "+ addressField.get(obj));
//赋值
        ageField.set(obj, 23);
        addressField.set(obj, "凯利广场");
        System.out.println("------------------------");
        System.out.println("name = "+ nameField.get(obj));
        System.out.println("age = "+ ageField.get(obj));
        System.out.println("address = "+ addressField.get(obj));
    }
}
//带有String的构造方法
//name = 小明
//age = 0
//address = null
//------------------------
//name = 小明
//age = 23
//address = 凯利广场

通过反射获取成员方法并使用

在反射机制中，把类中的成员方法使用类Method表示。可通过Class类中提供的方法获取成员方法：

返回获取一个方法：

public Method getMethod(String name, Class<?>... parameterTypes)//获取public 修饰的方法

public Method getDeclaredMethod(String name, Class<?>... parameterTypes) // 获取任意的方法，包含私有的

参数1: name 要查找的方法名称；参数2： parameterTypes 该方法的参数类型

返回获取多个方法：

public Method[] getMethods() //获取本类与父类中所有public 修饰的方法
public Method[] getDeclaredMethods() //获取本类中所有的方法(包含私有的)

获取成员方法的代码演示：

package typeInfo;

import java.lang.reflect.Method;

/**
 * Created by yang on 2017/7/4.
 */
public class MethodDemo {
    public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException, NoSuchMethodException, SecurityException {
//获取Class对象
        Class c = Class.forName("typeInfo.Person");
//获取多个方法
//Method[] methods = c.getMethods();
        Method[] methods = c.getDeclaredMethods();
        for (Method method : methods) {
            System.out.println(method);
        }
        System.out.println("-----------------------");
//获取一个方法：
//public void method1()
        Method method = c.getMethod("method1", null);
        System.out.println(method);
//public String method4(String name){
        method = c.getMethod("method4", String.class);
        System.out.println(method);
//私有方法
//private void method5()
        method = c.getDeclaredMethod("method5", null);
        System.out.println(method);
    }
}
//public java.lang.String typeInfo.Person.toString()
//public void typeInfo.Person.method2(java.lang.String)
//public int typeInfo.Person.method3()
//public java.lang.String typeInfo.Person.method4(java.lang.String)
//public void typeInfo.Person.method1()
//private void typeInfo.Person.method5()
//        -----------------------
//public void typeInfo.Person.method1()
//public java.lang.String typeInfo.Person.method4(java.lang.String)
//private void typeInfo.Person.method5()

通过反射，创建对象，调用指定的方法

获取成员方法，步骤如下：

获取Class对象
获取构造方法
通过构造方法，创建对象
获取指定的方法
执行找到的方法

public Object invoke(Object obj, Object... args) ，执行指定对象obj中，当前Method对象所代表的方法，方法要传入的参数通过args指定。

代码演示：

package typeInfo;

import java.lang.reflect.Constructor;
import java.lang.reflect.InvocationTargetException;
import java.lang.reflect.Method;

/**
 * Created by yang on 2017/7/4.
 */
public class MethodDemo2 {
    public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException, NoSuchMethodException, SecurityException,
            InstantiationException, IllegalAccessException, IllegalArgumentException, InvocationTargetException, InvocationTargetException {

//1， 获取Class对象
        Class c = Class.forName("typeInfo.Person");
//2,获取构造方法
//public Person(String name, int age, String address){
        Constructor con = c.getConstructor(String.class, int.class, String.class);
//3，通过构造方法，创建对象
        Object obj = con.newInstance("小明", 23, "哈尔滨");
//4，获取指定的方法
//public void method1()  没有返回值没有参数的方法
//Method m1 = c.getMethod("method1", null);
//public String method4(String name)
        Method m4 = c.getMethod("method4", String.class);
//5，执行找到的方法
//m1.invoke(obj, null);
        Object result = m4.invoke(obj, "yyb");
        System.out.println("result = " + result);
    }
}

//带有String, int, String的构造方法
//有返回值，有参数的方法
//result = 哈哈yyb

通过反射，创建对象，调用指定的private 方法

获取私有成员方法，步骤如下：

获取Class对象
获取构造方法
通过构造方法，创建对象
获取指定的方法
开启暴力访问
执行找到的方法

public Object invoke(Object obj, Object... args) ，执行指定对象obj中，当前Method对象所代表的方法，方法要传入的参数通过args指定。

代码演示：

package typeInfo;

import java.lang.reflect.Constructor;
import java.lang.reflect.InvocationTargetException;
import java.lang.reflect.Method;

/**
 * Created by yang on 2017/7/4.
 */
public class MethodDemo3 {
    public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException, NoSuchMethodException, SecurityException, InstantiationException,
                           IllegalAccessException, IllegalArgumentException, InvocationTargetException, InvocationTargetException {
//1， 获取Class对象
        Class c = Class.forName("typeInfo.Person");
//2,获取构造方法
//public Person(String name, int age, String address){
        Constructor con = c.getConstructor(String.class, int.class, String.class);
//3，通过构造方法，创建对象
        Object obj = con.newInstance("小明", 23, "哈尔滨");
//4，获取指定的方法
//private void method5(){
        Method m5 = c.getDeclaredMethod("method5", null);
//5,开启暴力访问
        m5.setAccessible(true);
//6，执行找到的方法
        m5.invoke(obj, null);
    }
}
//带有String, int, String的构造方法
//私有方法

泛型擦除

将已存在的ArrayList <Integer>集合中添加一个字符串数据，如何实现呢？其实程序编译后产生的.class文件中是没有泛型约束的，这种现象我们称为泛型的擦除。那么，我们可以通过反射技术，来完成向有泛型约束的集合中，添加任意类型的元素。

代码如下：

package typeInfo;

import java.lang.reflect.InvocationTargetException;
import java.lang.reflect.Method;
import java.util.ArrayList;

/**
 * Created by yang on 2017/7/4.
 */
public class ReflectTest {
    public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException, NoSuchMethodException, SecurityException,
            IllegalAccessException, IllegalArgumentException, InvocationTargetException, InvocationTargetException {
        ArrayList<Integer> list = new ArrayList<Integer>();
//添加元素到集合
        list.add(new Integer(30));
        list.add(new Integer("12345"));
        list.add(123);
//list.add("哈哈");//因为有泛型类型的约束
        System.out.println(list);
//通过反射技术，实现添加任意类型的元素
//1, 获取字节码文件对象
//Class c = list.getClass();
//Class c = ArrayList.class;
        Class c = Class.forName("java.util.ArrayList");
//2, 找到add()方法
// public boolean add(E e)
        Method addMethod = c.getMethod("add", Object.class);
//3，  执行add()方法
        addMethod.invoke(list, "哈哈");// list.add("哈哈");
        System.out.println(list);
    }
}
//[30, 12345, 123]
//[30, 12345, 123, 哈哈]

反射配置文件

通过反射配置文件，运行配置文件中指定类的对应方法

读取Peoperties.txt文件中的数据，通过反射技术，来完成Person对象的创建，Peoperties.txt（放在src目录下）文件内容如下：

className=typeInfo.Person
methodName=method5

读取配置文件，调用指定类中的对应方法

package typeInfo;

import java.io.FileInputStream;
import java.io.FileNotFoundException;
import java.io.IOException;
import java.lang.reflect.Constructor;
import java.lang.reflect.InvocationTargetException;
import java.lang.reflect.Method;
import java.util.Properties;

/**
 * Created by yang on 2017/7/4.
 */
public class ReflectTest2 {
    public static void main(String[] args)
            throws FileNotFoundException, IOException, ClassNotFoundException, NoSuchMethodException, SecurityException,
            InstantiationException, IllegalAccessException, IllegalArgumentException, InvocationTargetException {
// 通过Properties集合从文件中读取数据
        Properties prop = new Properties();
// 读取文件中的数据到集合中
        prop.load(new FileInputStream("src/properties.txt"));
// 获取键所对应的值
        String className = prop.getProperty("className");
        System.out.println(className);
// 1，获取Person.class 字节码文件对象
        Class c = Class.forName(className);
// 2，获取构造方法
// public Person(String name, int age, String address)
        Constructor con = c.getConstructor(String.class, int.class, String.class);
// 3,创建对象
        Object obj = con.newInstance("小明", 20, "中国");
        System.out.println(obj);
// 4，获取指定的方法
// private void method5(){}
        String methodName = prop.getProperty("methodName");
        Method m5 = c.getDeclaredMethod(methodName, null);
// 5,开启暴力访问
        m5.setAccessible(true);
// 6，执行找到的方法
        m5.invoke(obj, null);
    }
}

//typeInfo.Person
//带有String, int, String的构造方法
//Person [name=小明, age=20, address=中国]
//私有方法

Reference Links：

https://www.cnblogs.com/ginb/p/7118078.html

类加载器​

类的加载​

类加载器​

反射​

Class类​

通过反射获取构造方法并使用​

通过反射方式，获取构造方法，创建对象​

通过反射方式，获取私有构造方法，创建对象​

通过反射获取成员变量并使用​

通过反射，创建对象，获取指定的成员变量，进行赋值与获取值操作​

通过反射获取成员方法并使用​

通过反射，创建对象，调用指定的方法​

通过反射，创建对象，调用指定的private 方法​

泛型擦除​

反射配置文件​

Reference Links：

类加载器

类的加载

类加载器

反射

Class类

通过反射获取构造方法并使用

通过反射方式，获取构造方法，创建对象

通过反射方式，获取私有构造方法，创建对象

通过反射获取成员变量并使用

通过反射，创建对象，获取指定的成员变量，进行赋值与获取值操作

通过反射获取成员方法并使用

通过反射，创建对象，调用指定的方法

通过反射，创建对象，调用指定的private 方法

泛型擦除

反射配置文件