反射---Java高階開發必須懂的
理解反射對學習Java框架有很大的幫助,如Spring框架的核心就是使用Java反射實現的,而且對做一些Java底層的操作會很有幫助。
一、Class類的使用
1.萬事萬物皆物件,(當然,基本資料型別,靜態成員不是面向物件(屬於類的)),所以我們建立的每一個類也都是物件,即類本身是java.lang.Class類的例項物件,但是這些物件都不需要new出來,因為java.lang.Class類的構造方法是私有的
2.任何一個類都是Class類的例項物件,這個例項物件有三種表示方式:(我們新建一個Student類)
Class c1 = Student.class;//實際告訴我們任何一個類都有一個隱含的靜態成員變數class
Class c2 = stu.getClass();//已知該類的物件通過getClass方法(知道物件時用)
Class c3 = Class.forName("類的全名");//會有一個ClassNotFoundException異常
官網解釋說:c1,c2表示了Student類的類型別()class type),萬事萬物皆物件,類也是物件,是Class類的例項物件,這個物件我們成為該類的類型別(有點亂,但是慢慢捋一下還是能理解的)
這裡有一點值得注意,當我們執行System.out.println(c1==c2);語句,結果返回的是true,這是為什麼呢?原因是不管c1還是c2都代表了Student類的類型別,一個類可能是Class類的一個
我們完全可以通過類的類型別建立該類的物件例項,即通過c1或c2建立Student的例項。
Student stu = (Student)c1.newInstance();//前提是必須要有無參的構造方法,因為該語句會去呼叫其無參構造方法。該語句會丟擲異常。
二、動態載入類
1.編譯時載入類是靜態載入類
new 建立物件是靜態載入類,在編譯時刻就需要載入所有可用使用到的類,如果有一個用不了,那麼整個檔案都無法通過編譯
2.執行時載入類是動態載入類
Class c = Class.forName("類的全名"),不僅表示了類的型別,還表示了動態載入類,編譯不會報錯,在執行時才會載入,使用介面標準能更方便動態載入類的實現。功能性的類儘量使用動態載入,而不用靜態載入。
很多軟體比如QQ,360的線上升級,並不需要重新編譯檔案,只是動態的載入新的東西
三、獲取方法資訊
1.基本的資料型別,void關鍵字都存在類型別
Class c1 =int.class;//int的類型別
Class c2 =String.class;//String類的類型別,可以理解為編譯生成的那個String.class位元組碼檔案,
//當然,這並不是官方的說法
Class c3 =double.class;
Class c4 =Double.class;
Class c5 =void.class;
2.Class類的基本API操作
/**
* 列印類的資訊,包括類的成員函式,成員變數
* @param obj 該物件所屬類的資訊
*/
publicstaticvoid printClassMessage(Object obj){
//要獲取類的資訊,首先要獲取類的類型別
Class c = obj.getClass();//傳遞的是哪個子類的物件,c就是該子類的類型別
//獲取類的名稱
System.out.println("累的名稱是:"+c.getName());
/*
* Method類,方法的物件
* 一個成員方法就是一個Method物件
* getMethods()方法獲取的是所有的public的函式,包括父類繼承而來的
* getDeclaredMethods()獲取的是多有該類自己宣告的方法,不問訪問許可權
*/
Method[] ms = c.getMethods();//c.getDeclaredMethods();
for(int i =0; i < ms.length; i++){
//得到方法的返回值型別的類型別
Class retrunType = ms[i].getReturnType();
System.out.print(retrunType.getName()+" ");
//得到方法的名稱
System.out.print(ms[i].getName()+"(");
//獲取的引數型別--->得到的是引數列表的型別的類型別
Class[] paraTypes = ms[i].getParameterTypes();
for(Class class1 : paraTypes){
System.out.print(class1.getName()+",");
}
System.out.println(")");
}
}
Class的API中還有很多其他的方法,可以得到interface、Package、Annotation等很多資訊,具體使用請參考幫助手冊,本文就不在詳細講解。特別注意的一點是,如果你想得到一個類的資訊,首先就要獲取該類的類型別。
四、獲取成員變數建構函式資訊
/**
* 成員變數也是物件,是java.lang.reflect.Field這個類的的物件
* Field類封裝了關於成員變數的操作
* getFields()方法獲取的是所有public的成員變數的資訊
* getDeclareFields()方法獲取的是該類自己宣告的成員變數的資訊
*/
Field[] fs = c.getDeclaredFields();
for(Field field : fs){
//得到成員變數的型別的類型別
Class fieldType = field.getType();
String typeName = fieldType.getName();
//得到成員變數的名稱
String fieldName = field.getName();
System.out.print(typeName+" "+fieldName);
}
/**
* 建構函式也是物件
* java.lang.Constructor中封裝了建構函式的資訊
* getConstructor()方法獲取所有的public的建構函式
* getDeclaredConstructors得到所有的建構函式
*/
Constructor[] cs = c.getDeclaredConstructors();
for(Constructor constructor : cs){
System.out.print(constructor.getName()+"(");
//獲取建構函式的引數列表---》得到的是引數雷彪的類型別
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.如何獲取某個方法
方法的名稱和方法的引數列表才能唯一決定某個方法
Method m = c.getDeclaredMethod("方法名",可變引數列表(引數型別.class))
2.方法的反射操作
m.invoke(物件,引數列表)
方法如果沒有返回值,返回null,如果有返回值返回Object型別,然後再強制型別轉換為原函式的返回值型別
六、通過反射了解集合泛型的本質
ArrayList list1 =newArrayList();
ArrayList<String> list2 =newArrayList<String>();
Class c1 = list1.getClass();
Class c2 = list2.getClass();
System.out.println(c1==c2);//結果為true,為什麼??
結果分析:因為反射的操作都是編譯之後的操作,也就是執行時的操作,c1==c2返回true,說明編譯之後集合的泛型是去泛型化的。
那麼我們就可以理解為,Java集合中的泛型,是用於防止錯誤型別元素輸入的,比如在list2中我們add一個int,add(10)就會編譯報錯,那麼這個泛型就可以只在編譯階段有效,通過了編譯階段,泛型就不存在了。可以驗證,我們繞過編譯,用反射動態的在list2中add一個int是可以成功的,只是這時因為list2中儲存了多個不同型別的資料(String型,和int型),就不能用for-each來遍歷了,會丟擲型別轉換錯誤異常ClassCastException
七、關於Java類載入器內容的詳解
1.類的載入
當程式要使用某個類時,如果該類還未被載入到記憶體中,則系統會通過載入,連線,初始化三步來實現對這個類進行初始化
載入:
就是指將class檔案讀入記憶體,併為之建立一個Class物件,任何類被使用時系統都會建立一個Class物件
連線:
驗證:確保被載入類的正確性
準備:負責為類的靜態成員分配記憶體,並設定預設初始化值
解析:將類中的符號引用替換為直接引用
初始化:
區域性變數儲存在棧區:必須手動初始化
new 的物件儲存在堆區:虛擬機器會進行預設初始化,基本資料型別初始化值為0,引用型別初始化值為null
2.類載入的時機(只加載一次)
以下時機僅表示第一次的時候
① 建立類的例項的時候
② 訪問類的靜態變數的時候
③ 呼叫類的靜態方法的時候
④ 使用反射方式來強制建立某個類或介面對應的
java.lang.Class物件
⑤ 初始化某個類的子類的時候
⑥ 直接使用java.exe命令來執行某個主類
3.類載入器
負責將.class檔案載入到記憶體中,併為之生成對應的Class物件
雖然我們在開發過程中不需要關心類載入機制,但是瞭解這個機制我們就能更好的理解程式的執行
4.類載入器的組成:
①Bootstrap ClassLoader 根類載入器
也被稱為引導類載入器,負責Java核心類的載入,比如System類,在JDK中JRE的lib目錄下rt.jar檔案中的類
②Extension ClassLoader 擴充套件類載入器
負責JRE的擴充套件目錄中jar包的載入,在JDK中JRE的lib目錄下ext目錄
③System ClassLoader 系統類載入器
負責在JVM啟動時載入來自java命令的class檔案,以及classpath環境變數所指定的jar包和類路徑,主要是我們開發者自己寫的類
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