Java---反射机制

时间：2017-10-30 18:10:32 阅读：204 评论：0 收藏：0 [点我收藏+]

概念

Java语言允许通过程序化的方式间接对Class的对象实例操作，Class文件由类装载器装载后，在JVM中将形成一份描述Class结构的元信息对象，通过该元信息对象可以获知Class的结构信息，如构造函数、属性和方法等

示例讲解

编写一个简单示例开始探访Java反射机制的征程，通过比较传统方法以及反射机制创建类实例的不同，来介绍Java反射机制的原理：

Car类：拥有两个构造函数，一个方法以及三个属性

public class Car {
    private String brand;

    private String color;

    private int maxSpeed;

    //1.默认构造函数
    public Car(){}
    
    //2.带参构造函数
    public Car(String brand,String color,int maxSpeed){
        this.brand = brand;
        this.color = color;
        this.maxSpeed = maxSpeed;
    }
    
    //3.输出文字
    public void introduce() {
       System.out.println("brand:"+brand+";color:"+color+";maxSpeed:"+maxSpeed);
    }

    public String getBrand() {
        return brand;
    }

    public void setBrand(String brand) {
        this.brand = brand;
    }

    public String getColor() {
        return color;
    }

    public void setColor(String color) {
        this.color = color;
    }

    public int getMaxSpeed() {
        return maxSpeed;
    }

    public void setMaxSpeed(int maxSpeed) {
        this.maxSpeed = maxSpeed;
    }
}

传统调用方法，使用构造函数设置属性或者set方法设置属性

　　　　1. 构造函数方法：Car car = new Car(“红旗轿车”, “黑色”, “180”);

　　　　2. Set方法：Car car = new Car(); car.setBrand(“红旗轿车”);

Java反射机制，以一种更加通用的方式间接地操作目标类

ReflectTest类

public class ReflectTest {
    
    public static Car  initByDefaultConst() throws Throwable {
        //1.通过类装载器获取Car类对象
        ClassLoader loader = Thread.currentThread().getContextClassLoader();        
        Class clazz = loader.loadClass("com.jike.spring.chapter03.reflect.Car");
    
        //2.获取类的默认构造器对象并实例化Car
        Constructor cons = clazz.getDeclaredConstructor((Class[])null);
        Car car = (Car)cons.newInstance();
        
        //3.通过反射方法设置属性
        Method setBrand = clazz.getMethod("setBrand",String.class);        
        setBrand.invoke(car,"奔驰");        
        Method setColor = clazz.getMethod("setColor",String.class);
        setColor.invoke(car,"黑色");        
        Method setMaxSpeed = clazz.getMethod("setMaxSpeed",int.class);
        setMaxSpeed.invoke(car,200);        
        return car;
    }
    
    public static Car initByParamConst()  throws Throwable{
        //1.通过类装载器获取Car类对象
        ClassLoader loader = Thread.currentThread().getContextClassLoader();
        Class clazz = loader.loadClass("com.jike.spring.chapter03.reflect.Car");
        
        //2.获取类的带有参数的构造器对象
        Constructor cons = clazz.getDeclaredConstructor(new Class[]{String.class,String.class,int.class});
        
        //3.使参数的构造器对象实例化Car
        Car car = (Car)cons.newInstance(new Object[]{"宝马","红色",180});
        return car;    
    }
    
    public static void main(String[] args) throws Throwable {
        Car car1 = initByDefaultConst();
        Car car2 = initByParamConst();
        car1.introduce();
        car2.introduce();
    }
}

以上便是利用java反射机制来获取class类以及方法。

ClassLoade

类装载器就是寻找类的字节码文件并构造出类在JVM内部表示的对象组件，主要工作由ClassLoader及其子类负责，ClassLoader是一个重要的Java运行时系统组件，它负责在运行时查找和装入Class字节码文件。

工作机制

在java中把一个类装载到java虚拟机中需要经过以下步骤

装载：查找和导入Class文件

链接：执行校验，准备和解析步骤。校验主要是检查载入class文件数据的正确性；准备主要是给类的静态变量分配存储空间；解析主要是将符号引用转换成直接引用

初始化：对类的静态变量、静态代码块执行初始化工作。类装载器工作主要是由classLoader及其子类来负责的。Classloader又是一个重要的java运行时系统组件，负责在运行时查找和装入class字节码文件。
Jvm在运行时会产生三个classloader：根装载器、扩展类装载器（EXTClassloader）、系统类装载器（APPClassloader），其中根装载器不是classloader的子类，由于是使用c++来编写的，所以在java中看不到。根装载器来负责加载JRE的核心类库。Extclassloader与APPclassloader都是classloader的子类。extclassLoader负责装载JRE扩展目录ext中的jar类包，而APPClassloader则负责装载classPath路径下的类包。根装载器是extclassloader的父装载器，而extclassloader是APPclassloader的父装载器。在默认情况下，使用APPclassloader装载应用程序。

重要方法

Class loadClass（String name）

Name：指定类装载器需要装载类的名字，必须要使用全限定名。在初始化类之前，应考虑进行类解析。但并不是所有的类都需要解析，如果java虚拟机只需要知道该类是否存在，或找出该类的超类，则不需要解析

Class defineClass(String name, byte[]b, int off,int len)

将类文件的字节数组来转换成java虚拟机内部的java.lang.class对象。字节数组可从本地文件系统，或者是远程网络获取；name为完全限定名

Class findSystemClass(String name)

从本地文件系统载入class文件，若本地没有该class文件，则会抛出异常，这个方法是java虚拟机默认使用的装载机制

Class findLoadedClass(String name)

调用该方法来查看classloader是否已装入到某个类当中，如果已经装入，则返回java.lang.class对象，否则返回null值，如果强行装载已经存在的类，则会抛出链接错误。

ClassLoader getParent()

获取类装载器的父装载器，除根装载器外，所有的类装载器都有且仅有一个父装载器。可以编写自己的第三方装载器，以实现特殊的需求。类文件被装载并解析之后，在java虚拟机内相应拥有一个对应的java.lang.class类型属性。该类的对象实例则拥有指向这个类描述对象的引用，而类描述对象又拥有指向关联classloader类。每一个类在java虚拟机中都拥有一个对应的java.lang.class对象，它提供了对结构信息的描述。数组、枚举、注解以及基本的java类型。

Java反射机制

Class反射对象描述类语义结构，可以从Class对象中获取构造函数，成员变量，方法等类元素的反射对象，并以编程的方式通过这些反射对象对目标类对象进行操作。这些反射对象类在java.reflect包中定义，下面是最主要的三个反射类