JAVA反射（一）-入门

一、Java反射机制概述

1.1 动态语言和静态语言

动态语言

是一类在运行时可以改变其结构的语言：例如新的函数、对象、甚至代码可以被引进，已有的函数可以被删除或是其结构上的变化。

通俗点说就是在运行时，代码可以根据某些条件改变自身结构。

主要动态语言：Object-C，C#，JavaScript，PHP，Python等

静态语言

与动态语言相对应的，运行时结构不可变的语言就是静态语言。

Java、C、C++

Java虽然不是动态语言，但Java可以称之为准动态语言，即Java有一定的动态性，我们可以使用反射机制获取得到类似动态语言的特性。Java的动态性让编程时候更加灵活！

注意：但利用了反射，会损失一定的效率

1.2 Java Reflection

Reflection(反射)是Java被视为准动态语言的关键，反射机制允许程序在执行期(运行的时候)借助Reflection API取得任何类的内部信息，并能直接操作任意对象的内部属性及方法。(在类加载完以后，产生Class对象)

任何内部信息包括：类名、类的接口、类的属性、类的方法名等

如下：

Class clazz=Class.forName("java.lang.String")

在加载完类之后，在堆内存的方法区就产生了一个Class类型的对象（一个类只有一个Class对象），这个对象(clazz)就包含了完整的类的结构信息。我们可以通过这个对象看到类的结构。这个对象就像一面镜子，透过这镜子看到类的结构，所以，我们形象的称之为：反射

1.3 Java 反射机制的应用

Java反射机制提供的功能如下：

• 在运行时判断任意对象所属的类

• 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

• 在运行时获取泛型信息

• 在运行时调用任意一个对象的成员变量和方法

• 在运行时处理注解

• 生成动态代理（注：AOP会用到，后面很多框架大量应用）

等等

再次提醒：new 出来的对象和反射生成的对象，性能上差了好几十倍，所以不到万不得已不要轻易使用反射！当然反射有反射的好处。

1.4 反射常用的API

java.lang.Class

代表一个类

java.lang.reflect.Method

代表类的方法

java.lang.reflect.Field

代表类的成员变量

java.lang.reflect.Constructor

代表类的构造器

1.5 反射示例

package com.happy;

public class ReflectionStudy {

    public static void main(String[] args) {

        //通过反射获取类的Class对象实例
        try {
            Class<?> clazz1 = Class.forName("com.happy.User");
            System.out.println(clazz1);
            System.out.println(clazz1.hashCode());
            Class<?> clazz2 = Class.forName("com.happy.User");
            System.out.println(clazz2.hashCode());


        } catch (ClassNotFoundException e) {
            e.printStackTrace();
        }

    }
}


//创建一个实体类，用作反射用
//实体类pojo，entity，一般最后要和数据库做一一映射
class User{
    private String name;
    private int id;
    private int age;

    public User(String name, int id, int age) {
        this.name = name;
        this.id = id;
        this.age = age;
    }

    public User() {
    }

    public String getName() {
        return name;
    }

    public void setName(String name) {
        this.name = name;
    }

    public int getId() {
        return id;
    }

    public void setId(int id) {
        this.id = id;
    }

    public int getAge() {
        return age;
    }

    public void setAge(int age) {
        this.age = age;
    }

    @Override
    public String toString() {
        return "User{" +
                "name='" + name + '\'' +
                ", id=" + id +
                ", age=" + age +
                '}';
    }
}

以上结果如下：

反射出来同一个class对象，得出结论：

• 一个类在内存中只有一个class对象

• 一个类被加载后，整个类的结构都会被装在这个class对象中

class com.happy.User
1163157884
1163157884

Process finished with exit code 0

二、理解Class类并获取Class实例

2.1 Class类介绍

• 对象照镜子后可以得到很多信息：某个类的属性、方法和构造器、某个类到底实现了哪些接口等。

• 对于每一个类而言，JRE都为其保留了一个不变的Class类型的对象。一个Class对象包含了特定某个结构(class/interface/enum/annotation/primitive type/void/[])

2.2 Class类的特性

• Class本身也是一个类
• Class的对象：只能由系统建立对象
• 一个加载的类在JVM中只会有一个Class的实例(对象)，如上面的clazz1=clazz2
• 一个Class的对象对应的事一个加载到JVM中的一个.class文件
• 每个类的实例(对象)都会记得自己是由哪个Class实例所生成
• 通过Class可以完整地得到一个类中的所有被加载的结构
• Class类是Reflection的根源，针对任何你想动态加载、运行的类，唯有先获得相应的Class对象(如clazz1)

2.3 获取Class实例的4种方法

除了上面的Class的static Class<?> forName静态方法外，共有4种获取一个类的class对象的方法。

2.3.1 Class clazz1 = Class.forName("com.happy.User");

前提知道了该类的全类名，且该类的类路径下，可通过Class类的静态方法forName()获取，可能抛出ClassNotFoundException

Class clazz1=Class.forName("demo01.HappyUser")

2.3.2 任意对象.getClass()

老祖宗Object类，有一个方法getClass()，此方法被所有子类继承。

public class Object {

    private static native void registerNatives();
    static {
        registerNatives();
    }

    /**
     * Returns the runtime class of this {@code Object}. The returned
     * {@code Class} object is the object that is locked by {@code
     * static synchronized} methods of the represented class.
     *
     * 
The actual result type is {@code Class<? extends |X|>}
     * where {@code |X|} is the erasure of the static type of the
     * expression on which {@code getClass} is called. For
     * example, no cast is required in this code fragment:
     *
     * 

     * {@code Number n = 0;                             }

     * {@code Class<? extends Number> c = n.getClass(); }
     * 
     *
     * @return The {@code Class} object that represents the runtime
     *         class of this object.
     * @jls 15.8.2 Class Literals
     */
    public final native Class<?> getClass();

Class clazz1=person.getClass();

以上方法返回值的类型是一个Class类，此类是Java反射的源头，实际上所谓的反射从程序的运行结果来看也很好理解，即：可以通过对象反射求出类的名称

2.3.3 Class clazz=Person.class （推荐，最安全）

已知具体的类，通过类的class属性获取，该方法最为安全可靠，程序性能最高

Class clazz=Person.class;

2.3.4 内置基本数据类型可以直接用类名.Type获得class对象

2.3.5 还可以用classloader我们之后讲解

以上示例如下：

package com.happy;

public class ReflectionStudy2 {

    public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException {
        Person person = new Student("student happy");
//       1、方法一
        Class clazz1 = person.getClass();
        System.out.println(clazz1.hashCode());

//        2、方法二
        Class clazz2 = Class.forName("com.happy.Student");
        System.out.println(clazz2.hashCode());
//        3、方法三
        Class clazz3 = Student.class;
        System.out.println(clazz3.hashCode());

//        4、方法四
        Class clazz4 = Integer.TYPE;
        Class clazz44 = Integer.class;
        System.out.println(clazz4.hashCode());
        System.out.println(clazz44.hashCode());

//        获得父类类型
        Class superclass = clazz1.getSuperclass();
        System.out.println(String.format("父类名称为：%s，hashcode为：%s",superclass.getName(),superclass.hashCode()));
        Class personClass = Person.class;
        System.out.println(personClass.hashCode());


    }

}


class Person {

    private String name;

    public Person() {
    }

    public Person(String name) {
        this.name = name;
    }

    public String getName() {
        return name;
    }

    public void setName(String name) {
        this.name = name;
    }
}

class Student extends Person {

    public Student() {
    }

    public Student(String name) {
        super(name);
    }
}

2.4 Class类常用的方法API