71_Java_反射_类的加载

Reflection（反射）是被视为动态语言的关键，该机制允许程序在执行期 -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
加载完类之后，在堆内存的方法区中就产生了一个Class类型的对象(一个类只有一个Class对象),该对象就包含了类的全部信息,可以通过这个对象看到类的结构
这个对象就像一面镜子，透过这个镜子看到类的结构

 Java反射机制提供的功能
 在运行时判断任意一个对象所属的类 
 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
 
 主要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

类的加载过程
 当程序主动使用某个类时，如果该类还未被加载到内存中，则系统会通过 如下三个步骤来对该类进行初始化

类的加载与ClassLoader  类加载器作用是用来把类(class)装载进内存的

 类加载器的作用
 1 类加载的作用：
   将class文件字节码内容加载到内存中，并将这些静态数据转换成方法区的运行时数据结构，
   在堆中生成一个代表这个类的java.lang.Class对象，作为方法区中类数据的访问入口
 2 类缓存：
   标准的JavaSE类加载器可以按要求查找类，但一旦某个类被加载到类加载器 中，它将维持加载（缓存）一段时间。
   不过JVM垃圾回收机制可以回收这些Class对象

@Test
    public void test1(){
        //对于自定义类，使用系统类加载器进行加载
        ClassLoader classLoader = ClassLoaderTest.class.getClassLoader();
        System.out.println(classLoader);
        //调用系统类加载器的getParent()：获取扩展类加载器
        ClassLoader classLoader1 = classLoader.getParent();
        System.out.println(classLoader1);
        //调用扩展类加载器的getParent()：无法获取引导类加载器
        //引导类加载器主要负责加载java的核心类库，无法加载自定义类的。
        ClassLoader classLoader2 = classLoader1.getParent();
        System.out.println(classLoader2);

        ClassLoader classLoader3 = String.class.getClassLoader();
        System.out.println(classLoader3);

    }

    @Test
    public void test2() throws Exception {

        Properties pros =  new Properties();
        //此时的文件默认在当前的module下。
        //读取配置文件的方式一：
//        FileInputStream fis = new FileInputStream("jdbc.properties");
//        FileInputStream fis = new FileInputStream("src\\jdbc1.properties");
//        pros.load(fis);

        //读取配置文件的方式二：使用ClassLoader
        //配置文件默认识别为：当前module的src下
        ClassLoader classLoader = ClassLoaderTest.class.getClassLoader();  
        InputStream is = classLoader.getResourceAsStream("jdbc1.properties"); //流的方式获取资源
        pros.load(is); 


        String user = pros.getProperty("user");
        String password = pros.getProperty("password");
        System.out.println("user = " + user + ",password = " + password);

    }

关于java.lang.Class类的理解
    1.类的加载过程：
    程序经过javac.exe命令以后，会生成一个或多个字节码文件(.class结尾)。
    接着我们使用java.exe命令对某个字节码文件进行解释运行。相当于将某个字节码文件
    加载到内存中。此过程就称为类的加载。加载到内存中的类，我们就称为运行时类，此运行时类，就作为Class的一个实例。

    2.换句话说，Class的实例就对应着一个运行时类。
    3.加载到内存中的运行时类，会缓存一定的时间。在此时间之内，我们可以通过不同的方式来获取此运行时类。

@Test
    public void test3() throws ClassNotFoundException {
        //方式一：调用运行时类的属性：.class
        Class clazz1 = Person.class;
        System.out.println(clazz1);
        //方式二：通过运行时类的对象,调用getClass()
        Person p1 = new Person();
        Class clazz2 = p1.getClass();
        System.out.println(clazz2);

        //方式三：调用Class的静态方法：forName(String classPath)
        Class clazz3 = Class.forName("com.alex.java.Person");  //指明全路径，类的全类名
//        clazz3 = Class.forName("java.lang.String");
        System.out.println(clazz3);

        System.out.println(clazz1 == clazz2); 
        System.out.println(clazz1 == clazz3);

        //方式四：使用类的加载器：ClassLoader  (了解)
        ClassLoader classLoader = ReflectionTest.class.getClassLoader();
        Class clazz4 = classLoader.loadClass("com.alex.java.Person");
        System.out.println(clazz4);

        System.out.println(clazz1 == clazz4);

    }

反射的多态性

 //体会反射的动态性
    @Test
    public void test2(){

        for(int i = 0;i < 100;i++){
            int num = new Random().nextInt(3);//0,1,2
            String classPath = "";
            switch(num){
                case 0:
                    classPath = "java.util.Date";
                    break;
                case 1:
                    classPath = "java.lang.Object";
                    break;
                case 2:
                    classPath = "com.atguigu.java.Person";
                    break;
            }

            try {
                Object obj = getInstance(classPath);
                System.out.println(obj);
            } catch (Exception e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }

    }

    /*
    创建一个指定类的对象。
    classPath:指定类的全类名
     */
    public Object getInstance(String classPath) throws Exception {
       Class clazz =  Class.forName(classPath);
       return clazz.newInstance();
    }

Class c1 = Object.class;
Class c2 = Comparable.class;
Class c3 = String[].class;
Class c4 = int[][].class;
Class c5 = ElementType.class;
Class c6 = Override.class;
Class c7 = int.class;
Class c8 = void.class;
Class c9 = Class.class;
int[] a = new int[10];
int[] b = new int[100];
Class c10 = a.getClass();
Class c11 = b.getClass();
// 只要元素类型与维度一样，就是同一个Class
System.out.println(c10 == c11);

调用运行时类中指定的结构：属性、方法、构造器

public class ReflectionTest2 {
    public class ReflectionTest {
        
        /*
        如何操作运行时类中的指定的属性
         */
        @Test
        public void testField1() throws Exception {
            Class clazz = Person.class;

            //创建运行时类的对象
            Person p = (Person) clazz.newInstance();

            //1. getDeclaredField(String fieldName):获取运行时类中指定变量名的属性
            Field name = clazz.getDeclaredField("name");

            //2.保证当前属性是可访问的
            name.setAccessible(true);   // 如果不是public的属性，会被非法访问报错
            //3.获取、设置指定对象的此属性值
            name.set(p,"Tom");

            System.out.println(name.get(p));
        }

        /*
        如何操作运行时类中的指定的方法 -- 需要掌握
         */
        @Test
        public void testMethod() throws Exception {

            Class clazz = Person.class;

            //创建运行时类的对象
            Person p = (Person) clazz.newInstance();

        /*
        1.获取指定的某个方法
        getDeclaredMethod():参数1 ：指明获取的方法的名称  参数2：指明获取的方法的形参列表
         */
            Method show = clazz.getDeclaredMethod("show", String.class);
            //2.保证当前方法是可访问的
            show.setAccessible(true);
        /*
        3. 调用方法的invoke():参数1：方法的调用者  参数2：给方法形参赋值的实参
        invoke()的返回值即为对应类中调用的方法的返回值。
         */
            Object returnValue = show.invoke(p,"CHN"); //String nation = p.show("CHN");
            System.out.println(returnValue);
            System.out.println("*************如何调用静态方法*****************");

            // private static void showDesc()

            Method showDesc = clazz.getDeclaredMethod("showDesc");
            showDesc.setAccessible(true);
            //如果调用的运行时类中的方法没有返回值，则此invoke()返回null
//        Object returnVal = showDesc.invoke(null);  //静态-类的； showDesc 是通过 clazz（Person.class拿到的）
            Object returnVal = showDesc.invoke(Person.class);
            System.out.println(returnVal);//null

        }

        /*
        如何调用运行时类中的指定的构造器
         */
        @Test
        public void testConstructor() throws Exception {
            Class clazz = Person.class;

            //private Person(String name)
        /*
        1.获取指定的构造器
        getDeclaredConstructor():参数：指明构造器的参数列表
         */

            Constructor constructor = clazz.getDeclaredConstructor(String.class);

            //2.保证此构造器是可访问的
            constructor.setAccessible(true);

            //3.调用此构造器创建运行时类的对象
            Person per = (Person) constructor.newInstance("Tom");
            System.out.println(per);

        }
    }
}

以下仅供参考：

获取当前运行时类的属性结构

@MyAnnotation(value="hi")
public class Person extends Creature<String> implements Comparable<String>,MyInterface{

    private String name;
    int age;
    public int id;

    public Person(){}

    @MyAnnotation(value="abc")
    private Person(String name){
        this.name = name;
    }

     Person(String name,int age){
        this.name = name;
        this.age = age;
    }
    @MyAnnotation
    private String show(String nation){
        System.out.println("我的国籍是：" + nation);
        return nation;
    }

    public String display(String interests,int age) throws NullPointerException,ClassCastException{
        return interests + age;
    }


    @Override
    public void info() {
        System.out.println("我是一个人");
    }

    @Override
    public int compareTo(String o) {
        return 0;
    }

    private static void showDesc(){
        System.out.println("我是一个可爱的人");
    }

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

public class Creature<T> implements Serializable {
    private char gender;
    public double weight;

    private void breath(){
        System.out.println("生物呼吸");
    }

    public void eat(){
        System.out.println("生物吃东西");
    }

}
public interface MyInterface {
    void info();
}

@Target({TYPE, FIELD, METHOD, PARAMETER, CONSTRUCTOR, LOCAL_VARIABLE})
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
public @interface MyAnnotation {
    String value() default "hello";

}

获取属性（权限修饰符，类型，属性名）

public class FieldTest {
    @Test
    public void test1() throws Exception {
        Class<?> clazz = Class.forName("com.java1.Person");
        //获取属性结构
        //getFields():获取当前运行时类及其父类中声明为public访问权限的属性
        Field[] fields = clazz.getFields();
        for (Field f: fields){
            System.out.println(f);
        }

        System.out.println(" ");
        //getDeclaredFields():获取当前运行时类中声明的所有属性。（不包含父类中声明的属性）
        Field[] fields1 = clazz.getDeclaredFields();
        for (Field f: fields1){
            System.out.println(f);
        }
    }

    // private java.lang.String com.java1.Person.name
    //int com.java1.Person.age
    //public int com.java1.Person.id
    //权限修饰符  数据类型 变量名
    @Test
    public void test2(){
        Class<Person> clazz = Person.class;
        //getDeclaredFields():获取当前运行时类中声明的所有属性。（不包含父类中声明的属性）
        Field[] fields = clazz.getDeclaredFields();
        for (Field f : fields){
            System.out.print(f + "\t");

            //1.权限修饰符
            int modifiers = f.getModifiers(); // 返回int 对应不同的权限修饰符
            System.out.print(Modifier.toString(modifiers) + "\t"); //private
            //2.数据类型
            Class<?> type = f.getType();
            System.out.print(type.getName() + "\t"); //java.lang.String
            //3.变量名
            String name = f.getName();
            System.out.print(name); //name

            System.out.println();
        }
    }
}

获取运行时类的方法结构

public class MethodTest {
    @Test
    public void test1(){
        Class clazz = Person.class;

        //getMethods():获取当前运行时类及其所有父类中声明为public权限的方法
        Method[] methods = clazz.getMethods();
        for(Method m : methods){
            System.out.println(m);
        }
        System.out.println();
        //getDeclaredMethods():获取当前运行时类中声明的所有方法。(不包含父类中声明的方法)
        Method[] declaredMethods = clazz.getDeclaredMethods();
        for(Method m : declaredMethods){
            System.out.println(m);
        }
    }


//public java.lang.String com.java1.Person.toString()
//public int com.java1.Person.compareTo(java.lang.String)
//public int com.java1.Person.compareTo(java.lang.Object)
//public void com.java1.Person.info()
//private static void com.java1.Person.showDesc()
//private java.lang.String com.java1.Person.show(java.lang.String)
//public java.lang.String com.java1.Person.display(java.lang.String,int) throws java.lang.NullPointerException,java.lang.ClassCastException

    //@Xxxx
    //权限修饰符  返回值类型  方法名(参数类型1 形参名1,...) throws XxxException{}
    @Test
    public void test2(){
        Class clazz = Person.class;
        Method[] declaredMethods = clazz.getDeclaredMethods();
        for(Method m : declaredMethods){

            //1.获取方法声明的注解
            Annotation[] annos = m.getAnnotations();
            for(Annotation a : annos){
                System.out.println(a);
            }

            //2.权限修饰符
            System.out.print(Modifier.toString(m.getModifiers()) + "\t");

            //3.返回值类型
            System.out.print(m.getReturnType().getName() + "\t");

            //4.方法名
            System.out.print(m.getName());
            System.out.print("(");
            //5.形参列表
            Class[] parameterTypes = m.getParameterTypes();
            if(!(parameterTypes == null && parameterTypes.length == 0)){
                for(int i = 0;i < parameterTypes.length;i++){

                    if(i == parameterTypes.length - 1){
                        System.out.print(parameterTypes[i].getName() + " args_" + i);
                        break;
                    }
                    System.out.print(parameterTypes[i].getName() + " args_" + i + ",");
                }
            }

            System.out.print(")");

            //6.抛出的异常
            Class[] exceptionTypes = m.getExceptionTypes();
            if(exceptionTypes.length > 0){
                System.out.print("throws ");
                for(int i = 0;i < exceptionTypes.length;i++){
                    if(i == exceptionTypes.length - 1){
                        System.out.print(exceptionTypes[i].getName());
                        break;
                    }

                    System.out.print(exceptionTypes[i].getName() + ",");
                }
            }
            
            System.out.println();
        }
    }
}

获取其他结构

public class OtherTest {
    /*
   获取构造器结构
    */
    @Test
    public void test1(){

        Class clazz = Person.class;
        //getConstructors():获取当前运行时类中声明为public的构造器
        Constructor[] constructors = clazz.getConstructors();
        for(Constructor c : constructors){
            System.out.println(c);
        }

        System.out.println();
        //getDeclaredConstructors():获取当前运行时类中声明的所有的构造器
        Constructor[] declaredConstructors = clazz.getDeclaredConstructors();
        for(Constructor c : declaredConstructors){
            System.out.println(c);
        }
    }

    /*
    获取运行时类的父类
     */
    @Test
    public void test2(){
        Class clazz = Person.class;
        Class superclass = clazz.getSuperclass();
        System.out.println(superclass);
    }

    /*
    获取运行时类的带泛型的父类
     */
    @Test
    public void test3(){
        Class clazz = Person.class;

        Type genericSuperclass = clazz.getGenericSuperclass();
        System.out.println(genericSuperclass);
    }

    /*
    获取运行时类的带泛型的父类的泛型
     */
    @Test
    public void test4(){
        Class clazz = Person.class;

        Type genericSuperclass = clazz.getGenericSuperclass();
        ParameterizedType paramType = (ParameterizedType) genericSuperclass;
        //获取泛型类型
        Type[] actualTypeArguments = paramType.getActualTypeArguments();  // 类似 map 有 K V键
//        System.out.println(actualTypeArguments[0].getTypeName());
        System.out.println(((Class)actualTypeArguments[0]).getName()); //强转回class，然后getName
    }

    /*
    获取运行时类实现的接口
     */
    @Test
    public void test5(){
        Class clazz = Person.class;

        Class[] interfaces = clazz.getInterfaces();
        for(Class c : interfaces){
            System.out.println(c);
        }

        System.out.println();
        //获取运行时类的父类实现的接口
        Class[] interfaces1 = clazz.getSuperclass().getInterfaces();
        for(Class c : interfaces1){
            System.out.println(c);
        }
    }
    /*
        获取运行时类所在的包
     */
    @Test
    public void test6(){
        Class clazz = Person.class;

        Package pack = clazz.getPackage();
        System.out.println(pack);
    }

    /*
        获取运行时类声明的注解
     */
    @Test
    public void test7(){
        Class clazz = Person.class;
        Annotation[] annotations = clazz.getAnnotations();
        for(Annotation annos : annotations){
            System.out.println(annos);
        }
    }
}