反射的概念

• java 的放射机制：在程序运行时，程序有能力获取一个类的所有方法和属性；并且对于任意一个对象，可以调用它的任意方法或者获取其属性

• 通俗解析：java 文件需要编译成. class 文件才能被 jvm 加载使用, 对象的. class 数据在 jvm 里就是 Class；我们如果能拿到这个 Class对象，就能获取该 Class对应的对象类型，及在该类型声明的方法和属性值；还可以根据 Class创建相应的类型对象，通过 Field,Method 反过来操作对象

• java 相关类介绍

获取 Class 的三种方法

• 1 通过已知的类型获取 class

// 根据Example 获取Class =》Example.class
public Class getExample(){
    Class clazz = Example.class;return clazz;
}

• 2 通过实例对象获取 class

public Class getExampleByInstance(){
    Example example = new Example();
    // getClass是Object类里面的方法；《?》 是通配符
    Class clazz = example.getClass();return (Class)clazz;
}

• 3 通过 Class.forName 获取全路径指定类名的 class

/\*\* forName0 本地方法，C++实现，jvm调用
 \* 1 className 是个类名  2 initialize 是否延迟加载  3 loader 加载器
 \*/
private static native Class forName0(String className, boolean initialize,
        ClassLoader loader, Class caller) throws ClassNotFoundException;

public static Class forName(String className) throws ClassNotFoundException {
        Class caller = Reflection.getCallerClass();
        return forName0(className, true, ClassLoader.getClassLoader(caller), caller);
    }
// 两个forName方法最终都会调用forName0方法去加载class   
public static Class forName(String name,
        boolean initialize, ClassLoader loader) throws ClassNotFoundException {
        ....
        return forName0(name, initialize, loader, caller);
    }

// 示例:通过java.lang.Integer 
public Class getInteger()throws ClassNotFoundException{
    Class clazz = Class.forName("java.lang.Integer");return (Class)clazz;
}

JAVA 反射 API

• Class 常用操作方法

//获取所有的构造方法 / private public
public Constructor\[\] getDeclaredConstructors()
//获取特定的构造方法 / private public
public Constructor getDeclaredConstructor(Class... parameterTypes)    
//获取类的父类
public native Class getSuperclass()    
//获取类实现的接口
private Class\[\] getInterfaces(boolean cloneArray)  
//获取在类内定义的内部类或接口
public Class\[\] getDeclaredClasses()
//获取所有的方法
public Method\[\] getDeclaredMethods() throws SecurityException
//根据方法名和参数获得特定的方法
public Method getDeclaredMethod(String name, Class... parameterTypes)  
//获取类型的定义的所有属性
public Field\[\] getFields() throws SecurityException
// 根据属性命名获得特定的Field
public Field getField(String name) 

• Method 常用的操作方法

//获得方法的放回类型
public Class getReturnType()   
//获得方法的传入参数类型
public Class\[\] getParameterTypes()   
//obj是实例对象，args是方法，反过来由Method控制对象的方法调用
public Object invoke(Object obj, Object... args)

• Field 常用的操作方法

//属性与obj相等则返回true
public boolean equals(Object obj)
//获得obj中对应的属性值
public Object get(Object obj)
//设置obj中对应属性值
public void set(Object obj, Object value) 

• Constructor

//根据传递的参数创建类的对象:initargs 构造方法参数
public T newInstance(Object... initargs) 

• 1 根据 class 创建对象

//方式一 clazz.newInstance()
Class clazz = Example.class;
Example example = clazz.newInstance();
//方式二 先获取再由Constructor：clazz.getConstructors()/getConstructor(...) 
//再由Constructor.newInstance 方法构造对象
-----------------------------------------
public class Example {
    private int value;
    public Example(){ } // 如果只声明有参构造函数，clazz.newInstance()会报错
    public Example(Integer value){  this.value  = value;  }
    static public void main(String\[\] args) throws Exception{
        Class clazz = Example.class;
        //根据指定构造函数参数获取Constructor
        Constructor constructor = clazz.getConstructor(Integer.class);
        Example example = constructor.newInstance(100);
        System.out.println(example.value);
    }
}    

• 2 由 class 获取 Field，并操作实例的属性

public class Example {
    private int value , count;
    static public void main(String\[\] args) throws Exception{
        Class clazz = Example.class;
        //获取所有的属性，getField只能获取public的属性
        Field\[\] fs = clazz.getDeclaredFields();
        //根据名称获取指定 Field
        Field value = clazz.getDeclaredField("value");
        Example example = clazz.newInstance();
        //使用反射机制可以打破封装性，导致了java对象的属性不安全  
        value.setAccessible(true); //setAccessible(true)让private的参数可赋值操作
        //由Field反过去设置example的值
        value.set(example,100);
        System.out.println(example.value);
    }
}

• 3 由 class 获取 Method，并反射调用实例方法

public class Example {
    public static void main(String\[\] args) throws Exception {
        Class clazz = Example.class;
        Example example = clazz.newInstance();
        Method\[\] methods = clazz.getDeclaredMethods();
        //getDeclaredMethod和getMethod是：getMethod只能返回public的方法
        Method method = clazz.getDeclaredMethod("hello", String.class);
        method.setAccessible(true);
        method.invoke(example, "cscw");
    }
    private void hello(String name) { System.out.println(name + " Hello!"); }
}
－－－－－
cscw Hello!

反射机制应用的场景

• 1 动态拓展：假设有同一组类是实现相同的接口，并且类的加载方式不限制。当我们需要那种具体类实现的功能时，只需加载. class 文件，并获取对应的 Class对象。可以由 Class 或者 Constructor 实例化对象 instance；根据接口定义，可以获取 Class里的某一方法 Method，并配合 instance 反射调用功能方法

• 2 Spring 的 IOC 就是基于反射机制实现

• 3 JDK 的动态代理

反射和 JDK 动态代理

• 在 Java 的 java.lang.reflect 包下提供了一个 Proxy 类和一个 InvocationHandler 接口。通过这个类和接口可以生成 JDK 动态代理类或动态代理对象

public interface InvocationHandler {
 //所有方法都会调用此代理方法
    Object invoke(Object var1, Method var2, Object\[\] var3) throws Throwable;
}  
public class Proxy implements Serializable｛
 ...
    //根据interfaces和InvocationHandler生成代理对象
    public static Object newProxyInstance(ClassLoader loader,
      Class\[\] interfaces, InvocationHandler h) 
    ...    
｝

• JDK 的动态代理由 Proxy 和 InvocationHandler 实现；而被代理对象必须实现一个接口。代理对象由 Proxy 生成，可转为接口 interface 的实现类对象 OBJ。当调用 OBJ 的方法时，则会触发 InvocationHandler.invoke，参数依次为「代理对象」，「Method 对象」, 和「方法 Method 所需的参数」。在 invoke 方法可以加入拓展的逻辑，如日志记录操作；「并可以在 invoke 里利用反射的技术调用被代理对象方法」

• 示例

public class ExampleFactory implements InvocationHandler{
    private T target; //被代理对象
    public T bind(T obj){
        target = obj;return (T)Proxy.newProxyInstance(obj.getClass().getClassLoader(),
           obj.getClass().getInterfaces(),this);
    }
    /\*\* Object o 是代理对象; o的方法调用 -> ExampleFactory.invoke 
    \*  invoke(...) -> 在invoke方法里面 反射调用代理对象方法+增强逻辑
    \*/
    @Override
    public Object invoke(Object o, Method method, Object\[\] objects) throws Throwable {
        //增强逻辑
        System.out.println("log start");
        //反射调用被代理对象方法
        Object result = method.invoke(target,objects);
        System.out.println("log end");return result;
    }
}
-----------
public interface Face {
    void hello(String name);
}
---------
//被代理对象必须实现一个接口，并由接口方法对方提供功能
public class Example implements Face {
 public void hello(String name) {
        System.out.println(name + " Hello!");
    }
    public static void main(String\[\] args)  {
       //ExampleFactory 相当于一个中介人
        ExampleFactory factory = new ExampleFactory<>();
        //example 是代理对象
        Face example = exampleProxy.bind(new Example());
        example.hello("思婷");
    }
}
-----log start
思婷 Hello!log end

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