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第一讲 反射的应用场景
一、概述
反射技术：
Java反射机制是在运行状态中，对于任意一个类，都能够知道这个类中的所有属性和方法；对于任意一个对象，都能够调用它在任意方法和属性；这种动态获取的信息以及动态调用对象的方法的功能称为Java语言中的反射机制。
简单来说：反射技术可以对类进行解剖。
二、反射的基石——Class类
1、所有的类文件都有共同属性，所以可以向上抽取，把这些共性内容封装成一个类，这个类就叫做Class（描述字节码文件的对象）。
Class类中包含属性有field（字段）、method（方法）、constructor（构造函数），而field中有修饰符、类型、变量名等复杂的描述内容，因此也可以将字段封装成一个对象，用来获取类中field的内容，这个对象的描述叫Field。同理方法和构造函数也被封装成对象Method、Constructor。要想对一个类进行内容的获取。必须要先获取该字节码文件对象。该对象是Class类型。
Class类描述的信息：类的名字，类的访问属性，类所属于的包名，字段名称的列表，方法名称的列表等。每一个字节码就是class的实例对象。如：classcls=Data.class;
小知识：什么是字节码？
当源程序中用到类时，首先要从硬盘把这个类的那些二进制代码，一个类编译成class放在硬盘上以后，就是一些二进制代码，要把这些二进制代码加载到内存中里面来，再用这些字节码去复制出一个一个对象来。
2、Class和class的区别
1）class：Java中的类用于描述一类事物的共性，该类事物有什么属性，没有什么属性，至于这个属性的值是什么，则由此类的实例对象确定，不同的实例对象有不同的属性值。
2）Class：指的是Java程序中的各个Java类是属于同一类事物，都是Java程序的类，这些类称为Class。例如人对应的是Person类，Java类对应的就是Class。Class是Java程序中各个Java类的总称；它是反射的基石，通过Class类来使用反射。
3、获取Class对象的三种方式
加载XX.class文件进内存时就被封装成了对象，该对象就是字节码文件对象。如何获取Class对象呢？
方式一：
通过对象的getClass方法进行获取。
如：Class cls=new People().getClass();//Peple是一个类名。
缺点：每次都需要具体的类和该类的对象，以及调用getClass方法。
方式二：
任何数据类型都具备着一个静态的属性class，这个属性直接获取到该类型的对应Class对象。
如：Class cls=People.class;//People是一个类名。
比第一种较为简单，不用创建对象，不用调用getClass方法，但是还是要使用具体的类，和该类中的一个静态属性class完成。
方式三：
这种方式较为简单，只要知道类的名称即可。不需要使用该类，也不需要去调用具体的属性和行为。就可以获取到Class对象了。
如：Class cla=Class.forName("包名.People");//People是一个类名。
这种方式仅知道类名就可以获取到该类字节码对象的方式，更有利于扩展。
注：
1、九个预定义的Class:
1）包括八种基本类型（byte、short、int、long、float、double、char、boolean）的字节码对象和一种返回值为void类型的void.class。
2）Integer.TYPE是Integer类的一个常量，它代表此包装类型包装的基本类型的字节码，所以和int.class是相等的。基本数据类型的的字节码都可以用与之对应的包
装类中的TYPE常量表示。
2、只要在源程序中出现的类型都有各自的Class实例对象。如int[] .class。数组类型的Class实例对象，可以用Class.isArray()方法来判断是否是数组类型。
4、Class类中的方法
static Class forName(String className) //返回与给定字符串名的类或接口的相关联的Class对象。
Class getClass() // 返回的是Object运行时的类，即返回Class对象即字节码对象.
Constructor getConstructor() //返回Constructor对象，它反映此Class对象所表示的类的指定公共构造方法。
Field getField(String name) //返回一个Field对象，它表示此Class对象所代表的类或接口的指定公共成员字段。
Field[] getFields() //返回包含某些Field对象的数组，表示所代表类中的成员字段。
Method getMethod(String name,Class… parameterTypes) //返回一个Method对象，它表示的是此Class对象所代表的类的指定公共成员方法。
Method[] getMehtods() //返回一个包含某些Method对象的数组，是所代表的的类中的公共成员方法。
String getName() //以String形式返回此Class对象所表示的实体名称。
String getSuperclass() //返回此Class所表示的类的超类的名称。
boolean isArray() //判定此Class对象是否表示一个数组。
boolean isPrimitive() //判断指定的Class对象是否是一个基本类型。
T newInstance() //创建此Class对象所表示的类的一个新实例。
5、通过Class对象获取类实例
通过查看API我们知道，Class类是没有构造方法的， 因此只能通过方法获取类实例对象。之前我们用的已知类，创建对象的做法：
1）查找并加载XX.class文件进内存，并将该文件封装成Class对象。
2）再依据Class对象创建该类具体的实例。
3）调用构造函数对对象进行初始化。
如：People p=new People();
现在用Class对象来获取类实例对象的做法：
1）查找并加载指定名字的字节码文件进内存，并被封装成Class对象。
2）通过Class对象的newInstance方法创建该Class对应的类实例。
3）调用newInstance()方法会去使用该类的空参数构造函数进行初始化。
如：
String className="包名.People";
Class cls=Class.forName(className);
Object obj=cls.newInstance();
示例：
java hljs">
-
package cn.itheima.day26
-
-
//People类
-
public
class People
-
{
-
private String name;
-
public
int age;
-
public People(){
-
System.out.println(
"People is coming");
-
}
-
public People(String name,int age){
-
this.age = age;
-
this.name = name;
-
}
-
public String toString(){
-
return name+
":"+age;
-
}
-
}
-
-
package cn.itheima.day26
-
-
public
class CreateClassDemo
-
{
-
public static void main(String[] args){
-
createPeopleDemo();
-
}
-
public static void createPeopleClass() throws Exception{
-
//通过Class对象创建类实例方法
-
String className =
"cn.itheima.day26.People";
-
//获取People类的Class对象
-
Class cls = Class.forName(claaName);
-
//通过newInstance方法获取类的无参构造函数
-
People p = (People)
class.newInstance();
-
}
-
}
1、概述
如果指定的类中没有空参数的构造函数，或者要创建的类对象需要通过指定的构造函数进行初始化。这时怎么办呢？这时就不能使用Class类中的newInstance方法了。既
然要通过指定的构造函数进行对象的初始化。就必须先获取这个构造函数——Constructor。Constructor代表某个类的构造方法。
2、获取构造方法：
1）得到这个类的所有构造方法：如得到上面示例中Person类的所有构造方法
Constructor[] cons = Class.forName(“cn.itheima.day26.People”).getConstructors();
2）获取某一个构造方法：
Constructor con=People.class.getConstructor(String.class,int.class);
3、创建实例对象：
1）通常方式：People p = new People(“Tom”,30);
2）反射方式：People p= (Ppople)con.newInstance(“Tom”,30);
示例：
java hljs">
-
Constructor constructor1 = String.class.getConstructor(StringBuffer.class);
-
String str2 = (String)constructor1.newInstance(
/*"abc"*/
new StringBuffer(
"abc"));
-
System.out.println(str2.charAt(
2));
四、Filed类
1、Field类代表某个类中的一个成员变量
2、方法
Filed getField(String s); //只能获取公有和父类中公有。
Filed getDeclaredField(String s), //获取该类中任意成员变量，包括私有。
set Accessible(true); //如果是私有字段，要先将该私有字段进行取消权限检查的能力，也称暴力访问。
set(Objecr obj , Object value); //将制定对象变量上此Field对象表示的字段设置为指定的新值。
Object get(Object obj); //返回指定对象上Field表示的字段的值。
示例：
java hljs">
-
public
static FieldDemo{
-
public static void main(String[] args){
-
ReflectPoint pt1 =
new ReflectPoint(
3,
5);
-
//获取指定的成员变量
-
Field fieldY = pt1.getClass().getField(
"y");
-
//fieldY的值是多少？是5,错！fieldY不是对象身上的变量，而是类上，要用它去取某个对象上对应的值
-
System.out.println(fieldY.get(pt1));
-
//访问私有变量
-
Field fieldX = pt1.getClass().getDeclaredField(
"x");
-
fieldX.setAccessible(
true);
-
System.out.println(fieldX.get(pt1));
-
//改变字符
-
changeStringValue(pt1);
-
System.out.println(pt1);
-
}
-
private static void changeStringValue(Object obj) throws Exception {
-
Field[] fields = obj.getClass().getFields();
-
for(Field field : fields){
-
//if(field.getType().equals(String.class)){
-
//因为是同一个字节码文件，所以用==
-
if(field.getType() == String.class){
-
String oldValue = (String)field.get(obj);
-
String newValue = oldValue.replace(
'b',
'a');
-
field.set(obj, newValue);
-
}
-
}
-
-
}
-
}
五、Method类
1、概述：Method类代表某个类中的一个成员方法。调用某个对象身上的方法，要先得到方法，再针对某个对象调用。
2、专家模式：谁调用这个数据，就是谁在调用它的专家。
3、方法
Method[] getMethods(); //只获取公共和父类中的方法。
Method[] getDeclaredMethods(); //获取本类中包含私有。
Method getMethod("方法名"，参数.class（如果是空参可以写null）);
Object invoke(Object obj ,参数); //调用方法。
如果方法是静态，invoke方法中的对象参数可以为null。
如：
获取某个类中的某个方法：（如String str =”abc”）
1）通常方式：str.charAt(1)。
2）反射方式：
Method charAtMethod =Class.forName(“java.lang.String”).getMethod(“charAt”,int.class);
charAtMethod.invoke(str,1);
说明：如果传递给Method对象的invoke()方法的第一个参数为null，说明Method对象对应的是一个静态方法。
4、用反射方式执行某个main方法：
首先要明确为何要用反射：在写源程序时，并不知道使用者传入的类名是什么，但是虽然传入的类名不知道，而知道的是这个类中的方法有main这个方法。所以可以通过
反射的方式，通过使用者传入的类名（可定义字符串型变量作为传入类名的入口，通过这个变量代表类名），内部通过传入的类名获取其main方法，然后执行相应的内容。
此时会出现下面的问题：
启动Java程序的main方法的参数是一个字符串数组，即public static void main(String[] args)，通过反射方式来调用这个main方法时，如何为invoke方法传递参数呢？
按jdk1.5的语法，整个数组是一个参数，而按jdk1.4的语法，数组中的每个元素对应一个参数，当把一个字符串数组作为参数传递给invoke方法时，javac会到底按照哪种语法进
行处理呢？jdk1.5肯定要兼容jdk1.4的语法，会按jdk1.4的语法进行处理，即把数组打散成为若干个单独的参数。所以，在给main方法传递参数时，不能使用代码mainMethod
invoke(null,new String[]{“xxx”})，javac只把它当作jdk1.4的语法进行理解，而不把它当作jdk1.5的语法解释，因此会出现参数类型不对的问题。
mainMethod.invoke(null,new Object[]{new String[]{"xxx"}});
mainMethod.invoke(null,(Object)new String[]{"xxx"});
示例：
java hljs">
-
package com.itheima.day26;
-
-
public
class MethodDemo
-
{
-
public static void main(String[] args){
-
//定义字符串
-
String str =
"abc";
-
//获取对象
-
Method methodCharAt = String.class.getMethod(
"charAt",
int.class);
-
System.out.println(methodCharAt.invoke(str1,
1));
-
System.out.println(methodCharAt.invoke(str1,
new Object[]{
2}));
-
-
//TestArguments.main(new String[]{"111","222","333"});
-
String className = args[
0];
-
Method mainMethod = Class.forName(className).getMethod(
"main", String[].class);
-
//mainMethod.invoke(null, new Object[]{new String[]{"111","222","333"}});//强制转换为超类Object,不用拆包
-
mainMethod.invoke(
null, (Object)
new String[]{
"111",
"222",
"333"});
//将数组打包，编译器拆包后就是字符串数组
-
}
-
}
-
class TestArguments{
-
public static void main(String[] args){
-
for(String arg : args){
-
System.out.println(arg);
-
}
-
}
-
}
1、具有相同维数和元素类型的数组属于同一个类型，即具有相同的Class实例对象。数组字节码的名字：有[和数组对应类型的缩写，如int[]数组的名称为：[I
2、Object[]与String[]没有父子关系，Object与String有父子关系，所以new Object[]{“aaa”,”bb”}不能强制转换成new String[]{“aaa”,”bb”}; Object x =“abc”能强制转换成
String x =“abc”。
3、如何得到某个数组中的某个元素的类型，
例：
int a = new int[3]；Object[] obj=new Object[]{”ABC”,1};
无法得到某个数组的具体类型，只能得到其中某个元素的类型，
Obj[0].getClass().getName()得到的是java.lang.String。
4、Array工具类用于完成对数组的反射操作。
Array.getLength(Object obj);//获取数组的长度。
Array.get(Object obj,int x);//获取数组中的元素。
5、基本类型的一维数组可以被当作Object类型使用，不能当作Object[]类型使用；非基本类型的一维数组，既可以当做Object类型使用，又可以当做Object[]类型使用。
示例：
java hljs">
-
package com.itheima.day26;
-
-
import java.lang.reflect.Array;
-
import java.util.Arrays;
-
public
class ArrayReflect
-
{
-
public static void main(String[] args){
-
int [] a1 =
new
int[]{
1,
2,
3};
-
int [] a2 =
new
int[
4];
-
int[][] a3 =
new
int[
2][
3];
-
String [] a4 =
new String[]{
"a",
"b",
"c"};
-
System.out.println(a1.getClass() == a2.getClass());
//true
-
System.out.println(a1.getClass() == a4.getClass());
//false
-
System.out.println(a1.getClass() == a3.getClass());
//false
-
System.out.println(a1.getClass().getName());
//[I
-
System.out.println(a1.getClass().getSuperclass().getName());
//class java.lang.Object
-
System.out.println(a4.getClass().getSuperclass().getName());
//[l java.lang.String
-
-
bject obj1 = a1;
-
Object obj2 = a4;
-
//Object[] obj3 = a1;//因为a1中的元素是int类型，基本数据类型不是Object
-
Object[] obj4 = a3;
-
Object[] obj5 = a4;
//String数组中的元素属于Object
-
-
System.out.println(a1);
//[I@4caaf64e
-
System.out.println(a4);
//[Ljava.lang.String;@6c10a234
-
System.out.println(Arrays.asList(a1));
//[I@4caaf64e
-
System.out.println(Arrays.asList(a4));
//[a, b, c]
-
-
//Array工具类用于完成对数组的反射操作。如打印任意数值
-
printObject(a1);
-
printObject(a4);
-
printObject(
"abc");
-
}
-
private static void printObject(Object obj){
-
Class clazz = obj.getClass();
-
//如果传入的是数组，则遍历
-
if(clazz.isArray()){
-
int len = Array.getLength(obj);
-
for(
int i=
0;i<len;i++){
-
System.out.println(Array.get(obj, i));
-
}
-
}
else{
-
System.out.println(obj);
-
}
-
}
-
}
Arrays.asList()方法处理int[]和String[]时的差异：
打印Arrays.asList(a1);还是跟直接打印a1是一样的
打印Arrays.asList(a4);就会把a3的元素打印出来。
这是因为此方法在JDK1.4版本中，接收的Object类型的数组，而a3可以作为Object数组传入。但是a1不可以作为Object数组传入，所以只能按照JDK1.5版本来处理。在JDK1.5
版本中，传入的是一个可变参数，所以a1就被当作是一个object，也就是一个参数， 而不是数组传入，所以打印的结果还是跟直接打印a1一样。
七、HashCode的分析
复写hashCode()方法的意义：只有存入的是具有hashCode算法的集合的，复写hashCode()方法才有价值
1、哈希算法的由来：
若在一个集合中查找是否含有某个对象，通常是一个个的去比较，找到后还要进行equals的比较，对象特别多时，效率很低。有这么一种HashCode算法，有一个集合，
把这个集合分成若干个区域，每个存进来的对象，可以算出一个hashCode值，根据算出来的值，就放到相应的区域中去。当要查找某一个对象，只要算出这个对象hashCode
的值，看属于第几个区域，然后到相应的区域中去寻找，看是否有与此对象相等的对象。这样查找的性能就提高了。
2、要想HashCode方法有价值的话，前提是对象存入的是hash算法这种类型的集合当中才有价值。如果不存入是hashCode算法的集合中，则不用复写此方法。
3、如果没有复写hashCode方法，对象的hashCode值是按照内存地址进行计算的。这样即使两个对象的内容是相等的，但是存入集合中的内存地址值不同，导致hashCode值
也不同，被存入的区域也不同。所以两个内容相等的对象，就可以存入集合中。所以就有这样的说法：如果两个对象equals相等的话，你应该让他们的hashCode也相等。如果
对象存入的不是根据hash算法的集合中，就不需要复写hashCode方法。
4、当一个对象存储进HashSet集合中以后，就不能修改这个对象中的那些参与计算哈希值的字段了，否则对象修改后的哈希值与最初存储进HashSet集合中的哈希值就不相等
了。在这种情况下，调用contains方法或者remove方法来寻找或者删除这个对象的引用，就会找不到这个对象。从而导致无法从HashSet集合中单独删除当前对象，从而造成
内存泄露。（程序中某一些对象不再被使用，以为被删掉了，但是没有，还一直在占用内存中，当这样的对象慢慢增加时，就会造成内存泄露。）
补充：
内存泄露：某些对象不再使用了，占用着内存空间，并未被释放，就会导致内存泄露；也就是说当程序不断增加对象，修改对象，删除对象，时间一长，内存就会用光了，
就导致内存溢出。
示例：
java hljs">
-
package cn.itheima.day26
-
-
import java.util.ArrayList;
-
import java.util.Collection;
-
import java.util.HashSet;
-
-
public
class HashCodeDemo
-
{
-
public static void main(String[] args){
-
//Collection collection = new ArrayList();
-
Collection collection =
new HashSet();
-
HashCodeTest hct1 =
new ReflectPoint(
3,
3);
-
ReflectPoint hct2 =
new ReflectPoint(
5,
5);
-
ReflectPoint hct3 =
new ReflectPoint(
3,
3);
-
collection.add(hct1);
-
collection.add(hct2);
-
collection.add(hct3);
-
-
//hct1.y = 7;
-
//collections.remove(hct1);
-
System.out.println(collection.size());
-
}
-
}
-
//测试类
-
class HashCodeTest{
-
private
int x;
-
public
int y;
-
public HashCodeTest(int x, int y) {
-
super();
-
this.x = x;
-
this.y = y;
-
}
-
-
@Override
-
public int hashCode() {
-
final
int prime =
31;
-
int result =
1;
-
result = prime * result + x;
-
result = prime * result + y;
-
return result;
-
}
-
-
@Override
-
public boolean equals(Object obj) {
-
if (
this == obj)
-
return
true;
-
if (obj ==
null)
-
return
false;
-
if (getClass() != obj.getClass())
-
return
false;
-
final ReflectPoint other = (ReflectPoint) obj;
-
if (x != other.x)
-
return
false;
-
if (y != other.y)
-
return
false;
-
return
true;
-
}
-
-
public int getX() {
-
return x;
-
}
-
-
-
public void setX(int x) {
-
this.x = x;
-
}
-
-
public int getY() {
-
return y;
-
}
-
-
public void setY(int y) {
-
this.y = y;
-
}
-
-
}
1、框架：通过反射调用Java类的一种方式。
如房地产商造房子用户住，门窗和空调等等内部都是由用户自己安装，房子就是框架，用户需使用此框架，安好门窗等放入到房地产商提供的框架中。
框架和工具类的区别：工具类被用户类调用，而框架是调用用户提供的类。
2、框架机器要解决的核心问题：
我们在写框架（造房子的过程）的时候，调用的类（安装的门窗等）还未出现，那么，框架无法知道要被调用的类名，所以在程序中无法直接new其某个类的实例对象，
要用反射来做。
3、简单框架程序的步骤
1）右击项目File命名一个配置文件如：config.properties,然后写入配置信息。如键值对：className=java.util.ArrayList，等号右边的配置键，右边是值。
2）代码实现，加载此文件：
1>将文件读取到读取流中，要写出配置文件的绝对路径。
如： InputStream in = new FileInputStream("配置文件');
2>用Properties类的load()方法将流中的数据存入集合。
3>关闭流：关闭的是读取流，因为流中的数据已经加载进内存。
3）通过getProperty()方法获取className，即配置的值，也就是某个类名。
4）用反射的方式，创建对象newInstance()。
5）执行程序主体功能
示例：
java hljs">
-
package com.itheima.day26;
-
-
import java.io.FileInputStream;
-
import java.io.InputStream;
-
import java.util.Properties;
-
-
public
class FrameDemo {
-
-
public static void main(String[] args) throws Exception{
-
-
//一定要记住用完整的路径，但完整的路径不是硬编码，而是运算出来的。*/
-
InputStream in =
new FileInputStream(
"config.properties");
//配置文件
-
-
Properties props =
new Properties();
-
-
props.load(in);
-
-
in.close();
//关闭资源
-
String className = props.getProperty(
"className");
-
Collection collections = (Collection)Class.forName(className).newInstance();
-
-
//Collection collections = new HashSet();
-
ReflectPoint pt1 =
new ReflectPoint(
3,
3);
-
ReflectPoint pt2 =
new ReflectPoint(
5,
5);
-
ReflectPoint pt3 =
new ReflectPoint(
3,
3);
-
-
collections.add(pt1);
-
collections.add(pt2);
-
collections.add(pt3);
-
collections.add(pt1);
-
System.out.println(collections.size());
-
}
-
}
------<a href="http://www.itheima.com" target="blank">Java培训、Android培训、iOS培训、.Net培训</a>、期待与您交流！ -------
