反射 — Java 高階開發必須懂的

（給ImportNew加星標，提高Java技能）

 

轉自：部落格園，作者：rocomp

連結：www.cnblogs.com/rocomp/p/4781987.html

 

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類的實體物件，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類的實體物件，這個實體物件有三種表示方式：(我們新建一個Student類)

 

1. 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（知道類名時用）

    

2. Class c2 = stu.getClass();//已知該類的物件透過getClass方法（知道物件時用）  

    

3. 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類的型別別（）class type)，萬事萬物皆物件，類也是物件，是Class類的實體物件，這個物件我們成為該類的型別別（有點亂，但是慢慢捋一下還是能理解的）

 

這裡有一點值得註意，當我們執行System.out.println(c1==c2);陳述句，結果傳回的是true，這是為什麼呢？原因是不管c1還是c2都代表了Student類的型別別，一個類可能是Class類的一個實體物件。

 

我們完全可以透過類的型別別建立該類的物件實體，即透過c1或c2建立Student的實體。

 

Student stu = (Student)c1.newInstance();//前提是必須要有無參的構造方法，因為該陳述句會去呼叫其無參構造方法。該陳述句會丟擲異常。

 

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透過編譯

    

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關鍵字都存在型別別

 

Class c1 =int.class;//int的型別別
Class c2 =String.class;//String類的型別別，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，首先要獲取類的型別別
Class c = obj.getClass();//傳遞的是哪個子類的物件，c就是該子類的型別別
//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++){
//得到方法的傳回值型別的型別別
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--->得到的是引數串列的型別的型別別
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。特別註意的一點是，如果你想得到一個類的資訊，首先就要獲取該類的型別別。

 

四、獲取成員變數建構式資訊  

 

/**
    * 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型別別
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);
}


/**
    * 建構式也是物件
* java.lang.Constructor中封裝了建構式的資訊
* getConstructor()方法獲取所有的public的建構式
* getDeclaredConstructors得到所有的建構式
*/
Constructor[] cs = c.getDeclaredConstructors();
for(Constructor constructor : cs){
System.out.print(constructor.getName()+"(");
//獲取建構式的引數串列---》得到的是引數雷彪的型別別
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串列才能唯一決定某個方法

          Method m = c.getDeclaredMethod(“方法名”，可變引數串列（引數型別.class）)

    

2. 方法的反射操作

          m.invoke(物件，引數串列)

          方法如果沒有傳回值，傳回null，如果有傳回值傳回Object型別，然後再強制型別轉換為原函式的傳回值型別

 

六、透過反射瞭解集合泛型的本質

 

ArrayList list1 =newArrayList();
ArrayList list2 =newArrayList();

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傳回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，透過了編譯階段，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

 

 

補充資料：

 

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，則系統會透過載入，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：將類中的符號取用替換為直接取用

   

• 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，取用型別初始化值為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. 建立類的實體的時候
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

 

1. Bootstrap 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

    

2. Extension 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

    

3. System 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