反射与框架设计
本文是根据Java课程图文做的笔记
00. 背景
第一阶段:源代码和字节码文件在硬盘上
第二阶段:万物皆对象,内存中有一个对象来描述字节码文件
,即Java里面的Class类
,描述字节码文件共同的属性和行为.它描述字节码文件中所有的成员变量\构造方法和成员方法.
第三阶段:对象在内存上
01. 基础概念
-
框架:半成品软件。在框架的基础上进行软件开发,简化编码.比如一个软件有1000行代码,900行都可以是框架提供的,你往里面填东西就好了.
-
反射机制:将类的各个组成部分封装为其他对象
- 具体含义:
- 具体表现:
String类
定义一个字符串对象,就把字符串的字节码文件加载进内存中.内存中有class类对象
,它把所有的方法抽取出来封装成method对象
,把所有方法放到method数组
里面.需要的时候调用名称等一些信息.* 好处: 1. 可以在程序运行过程中,操作这些对象。
- 可以解耦,提高程序的可扩展性。
- 具体含义:
-
使用框架的时候并不需要会反射
02. 用法
首先定义基础的Student
类和Person
类
public class Person {
private String name;
private int age;
public String a;
protected String b;
String c;
private String d;
public Person() {
}
public Person(String name, int age) {
this.name = name;
this.age = age;
}
public String getName() {
return name;
}
public void setName(String name) {
this.name = name;
}
public int getAge() {
return age;
}
public void setAge(int age) {
this.age = age;
}
@Override
public String toString() {
return "Person{" +
"name='" + name + '\'' +
", age=" + age +
", a='" + a + '\'' +
", b='" + b + '\'' +
", c='" + c + '\'' +
", d='" + d + '\'' +
'}';
}
public void eat(){
System.out.println("eat...");
}
public void eat(String food){
System.out.println("eat..."+food);
}
}
Student类
package main;
public class Student {
public void sleep(){
System.out.println("sleep...");
}
}
获取Class对象的方式:
- Class.forName(“全类名”):将字节码文件加载进内存,返回Class对象 多用于配置文件
- 类名.class:通过类名的属性class获取 多用于参数传递
- 对象.getClass():getClass()方法在Object类中定义。 用于获取对象的字节码文件
同一个字节码文件,在程序运行过程中只会被加载一次,不管使用哪种方式获得的类对象都是同一个
import main.Person;
import main.Student;
public class ReflectDemo1 {
/**
获取Class对象的方式:
1. Class.forName("全类名"):将字节码文件加载进内存,返回Class对象
2. 类名.class:通过类名的属性class获取
3. 对象.getClass():getClass()方法在Object类中定义着。
*/
public static void main(String[] args) throws Exception {
//抛出大异常
//1.Class.forName("全类名")
Class cls1 = Class.forName("main.Person");
System.out.println(cls1); //class main.Person
//2.类名.class
Class cls2 = Person.class;
System.out.println(cls2); // class main.Person
//3.对象.getClass()
Person p = new Person();
Class cls3 = p.getClass();
System.out.println(cls3); // class main.Person
//== 比较三个对象 验证是否是堆内存中同一个对象
System.out.println(cls1 == cls2);//true 比较内存地址
System.out.println(cls1 == cls3);//true
Class c = Student.class;
System.out.println(c == cls1);
}
}
03. Class对象功能
获取功能:
1. 获取成员变量们
-
Field[] getFields()
:获取所有public修饰的成员变量 -
Field getField(String name)
获取指定名称的 public修饰的成员变量 -
Field[] getDeclaredFields()
获取所有的成员变量,不考虑修饰符
在反射面前没有什么私有共有 -
Field getDeclaredField(String name)
获取指定名称的成员变量
Field:成员变量
操作:
1. 设置值
* void set(Object obj, Object value)
2. 获取值
* get(Object obj)
3. 忽略访问权限修饰符的安全检查
* setAccessible(true):暴力反射
获取成员变量示例:
package reflect;
import main.Person;
import java.lang.reflect.Field;
public class ReflectDemo2 {
public static void main(String[] args) throws Exception {
// 0.获取Person的Class对象
Class personClass = Person.class;
// 1.Field[] getFields()获取所有public修饰的成员变量
Field[] fields = personClass.getFields();
for (Field field : fields) {
System.out.println(field); // public java.lang.String main.Person.a
}
System.out.println("------------");
// 2.Field getField(String name) 获取指定名称的 public修饰的成员变量
Field a = personClass.getField("a");
// 获取成员变量a 的值
Person p = new Person();
Object value = a.get(p);
System.out.println(value);
// 设置a的值
a.set(p,"张三");
System.out.println(p);
System.out.println("===================");
// 3.Field[] getDeclaredFields():获取所有的成员变量,不考虑修饰符
Field[] declaredFields = personClass.getDeclaredFields();
//小技巧:idea输入iter
for (Field declaredField : declaredFields) {
System.out.println(declaredField);
}
// 4.Field getDeclaredField(String name)
Field d = personClass.getDeclaredField("d");
//忽略访问权限修饰符的安全检查,不然会报错:非法访问异常
d.setAccessible(true);//暴力反射
Object value2 = d.get(p);
System.out.println(value2);
}
}
2. 获取构造方法们
Constructor<?>[] getConstructors()
Constructor<T> getConstructor(类<?>... parameterTypes)
Constructor<T> getDeclaredConstructor(类<?>... parameterTypes)
Constructor<?>[] getDeclaredConstructors()
Constructor:构造方法
* 创建对象:
*T newInstance(Object... initargs)
* 如果使用空参数构造方法创建对象,操作可以简化:Class对象的newInstance
方法
package reflect;
import main.Person;
import java.lang.reflect.Constructor;
public class ReflectDemo3 {
public static void main(String[] args) throws Exception {
//0.获取Person的Class对象
Class personClass = Person.class;
/*
获取构造方法们
* Constructor<?>[] getConstructors()
* Constructor<T> getConstructor(类<?>... parameterTypes)
* Constructor<T> getDeclaredConstructor(类<?>... parameterTypes)
* Constructor<?>[] getDeclaredConstructors()
*/
//Constructor<T> getConstructor(类<?>... parameterTypes)
Constructor constructor = personClass.getConstructor(String.class, int.class);
System.out.println(constructor);
//创建对象
Object person = constructor.newInstance("张三", 23);
System.out.println(person);
System.out.println("----------");
Constructor constructor1 = personClass.getConstructor();
System.out.println(constructor1);
//创建对象
Object person1 = constructor1.newInstance();
System.out.println(person1);
Object o = personClass.newInstance();
System.out.println(o);
//constructor1.setAccessible(true);
}
}
3. 获取成员方法们:
-
Method[] getMethods()
-
Method getMethod(String name, 类<?>... parameterTypes)
-
Method[] getDeclaredMethods()
-
Method getDeclaredMethod(String name, 类<?>... parameterTypes)
Method:方法对象
执行方法:
* Object invoke(Object obj, Object… args)
获取方法名称:
* String getName:获取方法名
4. 获取全类名
String getName()
package reflect;
import main.Person;
import java.lang.reflect.Method;
public class ReflectDemo4 {
public static void main(String[] args) throws Exception {
//0.获取Person的Class对象
Class personClass = Person.class;
//获取指定名称的方法
Method eat_method = personClass.getMethod("eat");
Person p = new Person();
//执行方法
eat_method.invoke(p);
Method eat_method2 = personClass.getMethod("eat", String.class);
//执行方法
eat_method2.invoke(p,"饭");
System.out.println("-----------------");
//获取所有public修饰的方法
Method[] methods = personClass.getMethods();
for (Method method : methods) {
System.out.println(method);
String name = method.getName();
System.out.println(name);
//method.setAccessible(true);
}
//获取类名
String className = personClass.getName();
System.out.println(className);//cn.itcast.domain.Person
}
}
03. 反射案例
- 需求:写一个"框架",可以帮我们创建任意类的对象,可以执行任意方法
- 原始方法存在的弊端:框架应该是提前写好的,不允许修改的。原始new方法肯定达不到
- 前提:不能改变框架类的任何代码。可以创建任意类的对象,可以执行任意方法
- 技术条件:配置文件 和 反射机制. 只需要改配置文件,不需要改代码
步骤:
1. 将需要创建的对象的全类名和需要执行的方法定义在配置文件中
2. 在程序中加载读取配置文件
3. 使用反射技术来加载类文件进内存
4. 创建对象
5. 执行方法
创建配置文件pro.properties
//需要执行的方法名和类名
className=main.Student
methodName=sleep
创建框架类:
package reflect;
import java.io.InputStream;
import java.lang.reflect.Method;
import java.util.Properties;
/**
* 框架类
*/
public class ReflectTest {
public static void main(String[] args) throws Exception {
/* Person p = new Person();
p.eat();*/
/*
Student stu = new Student();
stu.sleep();*/
//1.加载配置文件
//1.1创建Properties对象
Properties pro = new Properties();
//1.2加载配置文件,转换为一个集合,双列的Map集合 Properties的直接父类是Hashtable,实现Map接口
//1.2.1获取class目录下的配置文件,即配置文件的路径
ClassLoader classLoader = ReflectTest.class.getClassLoader(); //字节码文件的类加载器,类加载器将字节码文件加载进内存
//classLoader能找到类目录下的一些文件,包括配置文件
//getResourceAsStream返回资源对应的字节流
InputStream is = classLoader.getResourceAsStream("pro.properties");
pro.load(is); //将字节或者字符流加载进内存
//2.获取配置文件中定义的数据,,需要加载的全类名和需要执行的方法
String className = pro.getProperty("className");
String methodName = pro.getProperty("methodName");
//3.加载该类进内存
Class cls = Class.forName(className);
//4.创建对象
Object obj = cls.newInstance();
//5.获取方法对象
Method method = cls.getMethod(methodName);
//6.执行方法
method.invoke(obj);
}
}
修改配置文件,不修改框架类:
执行框架类: