Java 反射(一)反射简介、原理和应用场景

  • Post author:
  • Post category:java




一、动态语言和动态语言的比较



动态语言

➢ 是一类在运行时可以

改变其结构的语言

:例如新的函数、对象、甚至代码可以被引进,已有的函数可以被删除或是其他结构上的变化。通俗点说就是

在运行时代码可以根据某些条件改变自身结构



➢ 主要动态语言:

Object-C



C#



JavaScript



PHP



Python

等。

一个具体例子:

# test.py
a=1
s = "print(a)"
eval(s)
======运行结果======
1

可以看出,在python这种动态语言中,一个字符串拼接成的代码可以被直接运行,这在c++这些静态语言中是完全无法做到的,因为运行的机器代码在编译完成那一刻就不再改变了。



静态语言

➢ 与动态语言相对应的,运行时

结构不可变

的语言就是静态语言。如

Java



C



C++

.

➢ Java不是动态语言,但Java可以称之为

“准动态语言”

.。即Java有

一定的动态性

,我们可以利用

反射机制

获得

类似动态语言的特性

。Java的动态性让编程的时候更加

灵活

!



二、

反射



简介


Reflection

(反射)是

Java



视为动态语言的关键

,反射机制允许程序

在执行期

借助于

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

得到任何类的内部信息可以:

➢ 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

获取

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

因此利用反射机制,在

运行时

我们就能通过一个

类名(字符串)

来调用一个类的构造函数

生成实例对象

,甚至可以拼接出类的成员方法使用反射进行相应的调用等等。



反射的常见使用



1. 代码编辑器

反射最常见的使用莫过于我们编写java程序需要依赖的代码编辑器了,这里用IDEA为例,当我们输入‘对象.’时,即会显示出对象的各个成员方法的提示框,如:

在这里插入图片描述

代码编辑器正是通过反射机制

获取到对象所在类的成员方法

,进而以UI的方式

展示

在用户的面前。



2. Spring等框架的

IoC

容器

此外使用Spring框架的IoC容器时,若我们使用xml文件设置JavaBean,就会发现它需要我们填入全类名,然后会在运行时在容器中保存该对象,其背后的原理就是Spring框架从xml文件中

读取到类名字符串

,然后通过反射

取到对应的类

,进而

调用该类中的构造函数

新建出实例对象保存起来。

Spring中xml配置的bean:

<bean id="hello" class="pojo.Hello"> <--!填入全类名-->
    <property name="str" value="Spring"/>
</bean>

3. 和注解的配合使用

如前面写的注解文章所说,注解相当于程序的tag,需要一个读取的工具查看tag中的信息,进而进行不同的操作。而这个读取的工具就是

反射

例如在SpringBoot框架中,我们希望生成一个类的实例对象(单例)并将其放置到IoC容器中,只需要在哪个类打上

@Component

等注解即可,SpringBoot正是通过反射读取到xx类中表明了这个注解才会将其放置到IoC容器中进行管理:

@Service <---
public class EmployeesServiceImpl extends ServiceImpl<EmployeesMapper, Employees> implements EmployeesService {
}

原理

java虚拟机在加载完类之后,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

),这个对象就

包含了完整的类的结构信息

。我们可以

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

,所以,我们形象的称之为:反射



反射优缺点

优点:

➢ 可以实现动态创建对象和编译,体现出很大的

灵活性


缺点:

➢对性能有影响。使用反射基本上是一种

解释操作

,我们可以告诉JVM,我们希望做什么并且它满足我们的要求。这类操作总是

慢于直接执行相同的操作



调试查看

我们先使用IDE进行调试查看一下Class对象的内部信息:

// 使用全类名获取到对应类的Class对象
Class c1 = Class.forName("reflection.User");

在这里插入图片描述
可以看到这个对象中确实包含了许多这个类的内部信息。

tips:

  1. 一个类在内存中只有一个Class对象
  2. 一个类被加载后,类的结构都被封装在Class对象中

Class类

对象照镜子后可以得到的信息:某个类的属性、方法和构造器、某个类到底实现了哪些接口。对于每个类而言,JRE都为其保留一个不变的Class类型的对象。一个Class对象包含了特定某个结构(class/interface/enum/annotation/primitive type/void/[])的有关信息。
➢Class本身也是一个类
➢Class 对象只能由系统建立对象
➢一个加载的类在JVM中只会有一个Class实例
➢一个Class对象对应的是一个加载到JVM中的一个class文件
➢每个类的实例都会记得自己是由哪个Class实例所生成
➢通过Class可以完整地得到一个类中的所有被加载的结构
Class类是Reflection的根源, 针对任何你想动态加载、运行的类,唯有先获得相应的Class对象

获取Class实例的方式

1. 通过对象获得

// 方式一:通过对象获得
Person person = new Student();
Class c1 = person.getClass();

常用的方式是某个方法接收的参数是一个抽象类或接口,然后通过这种方式可以得到输入的参数所在的实现类或子类。

2. 通过Class.forname获得

// 方式二:通过Class.forname获得
Class c2 = Class.forName("reflection.Student");

输入一个全类名,可以获得类(.class文件)对应的Class对象。

3. 通过类名.class获得

// 方式三:通过类名.class获得
Class c3 = Student.class;

4.基本内置类型的包装类用Type属性获得

Class c4 = Integer.TYPE;

5. 一个Class实例通过.getSuperclass()获得父类的Class实例

Class c5 = c1.getSuperclass();

后面还有Class[] getInterfaces()等,这里不再赘述。

哪些类型可以有Class对象

➢class: 外部类,成员(成员内部类,静态内部类), 局部内部类,匿名内部类。
➢interface: 接口
➢[]:数组
➢enum:枚举
➢annotation: 注解@interface
➢primitive type: (基本数据类型)
➢void

测试:

public static void main(String[] args) {
    Class c1 = Object.class;        //类
    Class c2 = Comparable.class;    //接口
    Class c3 = String[].class;      //一维数组
    Class c4 = int[][].class;       //二维数组
    Class c5 = Override.class;      //注解
    Class c6 = ElementType.class;   //枚举
    Class c7 = Integer.class;       //基本数据类型
    Class c8 = void.class;          //void
    Class c9 = Class.class;         //Class
	// 打印...
}
=================运行结果=================
class java.lang.Object
interface java.lang.Comparable
class [Ljava.lang.String;
class [[I
interface java.lang.Override
class java.lang.annotation.ElementType
class java.lang.Integer
void

java内存分析

在这里插入图片描述
类的加载过程:
在这里插入图片描述
➢加载: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,
然后生成一个代表这个类的java.lang.Class对象.

➢链接:将Java类的二进制代码合并到JVM的运行状态之中的过程。

  • ➢验证:确保加载的类信息

    符合JVM规范

    ,没有安全方面的问题
  • ➢准备:正式为类变量(

    static

    )

    分配内存并设置类变量默认初始值

    的阶段,这些内存都将在

    方法区中

    进行分配。
  • ➢解析:虚拟机常量池内的符号引用(常量名)替换为直接引用(地址)的过程。

➢初始化:

  • ➢执行类构造器< clinit> ()方法的过程。类构造器< clinit> ()方法是由编译期自动收集类中所有类变量的赋值动作和静态

    代码块中的语句合并产生的。(类构造 器是构造类信息的,不是构造该类对象的构造器)。
  • ➢当初始化一个类的时候,如果发现其父类还没有进行初始化,则需要先触发其父类的初始化。
  • ➢虚拟机会保证一个类的< clinit> ()方法在多线程环境中被正确加锁和同步。

测试例:

public class Test05 {
    public static void main(String[] args) {
        A a = new A();
        System.out.println(A.m);
        /*
        1. 加载到内存,会产生一个类对应的Class对象
        2. 链接,链接结束后 m=0(初始值)
        3. 初始化
            <clint>(){
                System.out.println("A类静态代码块初始化");
                m=300;
                m = 100;
            }
            m==100
        */
    }
}
class A{
    static {
        System.out.println("A类静态代码块初始化");
        m=300;
    }
    static int m = 100;
    public A(){
        System.out.println("A类的无参构造初始化");
    }
}
========================运行结果========================
A类静态代码块初始化
A类的无参构造初始化
100
 
转载自:

https://blog.csdn.net/war_233/article/details/119238066?utm_medium=distribute.pc_relevant.none-task-blog-2~default~baidujs_utm_term~default-1-119238066-blog-121229695.pc_relevant_default&spm=1001.2101.3001.4242.2&utm_relevant_index=4