注解和反射（二）反射、Class类

反射机制

静态和动态语言

动态语言

• 在运行时可以改变其结构的语言（如新的函数、对象、代码）
• C#、Python、PHP、JavaScript

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
• 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

什么是反射（Reflection）

• 反射（Reflection）是Java被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（类名、类方法、私有属性。。。），并能直接操作任意对象的内部属性及方法。

• Class c=Class.forName("java.lang.String")
  

• 加载完类之后，在堆内存的方法区中产生了一个Class类型的对象（一个类只能有一个Class对象），这个对象包含了完整的类的结构信息

• 反射像一面镜子：

  正常方式：引入需要的“包类”名称--》通过new实例化--》取得实例化对象

  反射方式：实例化对象--》getClass()方法--》得到完整的“包类”名称

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的方法
• 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
• 等等。。。

反射的优缺点

• 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

反射的相关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
  

Class类

• 在Object类中定义了以下的方法，此方法将被所有子类继承

  public final Class getClass()
  

• Class类是描述类的类

• Class类只能由系统创建，咱们只能得到

• 一个Class对象对应的是一个.class文件

• 每个类的实例都会记得自己是由哪个Class实例所生成的

• 针对任何想动态加载、运行的类，首先获得相应的Class对象

Class类常用方法

方法名	功能说明
static ClassforName(String name)	返回指定类名name的Class对象
Object newInstance()	调用缺省构造函数，返回Class对象的一个实例
getName()	返回此Class对象所表示的实体（类，接口，数组类或void）
Class getSuperClass()	返回当前Class对象的父类的Class对象
Class[] getinterfaces()	获取当前Class对象的接口
ClassLoader getClassLoader()	返回该类的类加载器
Constructor[] getConstructors()	返回一个包含某些Constructor对象的数组
Method getMethod(String name,Class... T)	返回一个Method对象，此对象的形参类型为paramType
Field[] getDeclaredFields()	返回Field对象的一个数组

获取Class类

方式一：

• 若已知具体的类，通过类的class属性获取，该方法最为安全可靠，程序性能最高

  Class clazz=Person.class;
  

方式二：

• 已知某个类的实例，调用该实例的getClass()方法获取Class对象

  Class clazz=person.getClass();
  

方式三：

• 已知一个类的全类名，且该类在类路径下，可通过Class类的静态方法forName()获取，可能抛出ClassNotFoundException

  Class clazz=Class.forName("demo01.Student")
  

方式四：

• 内置基本数据类型可以直接用类名.Type

方式五：

• 还可以利用ClassLoader

引发初始化

引发初始化

• 主动引用
• 反射也会产生主动引用
• 虚拟机启动，main类方法一定会被初始化

不引发初始化

• 子类调用父类的方法，子类不会被加载
• 数组开辟空间只有main类被加载
• 调用子类的常量不会引起父类和子类的初始化（常量在链接阶段就存入调用类的常量池中了）

代码实例

什么是反射

//什么叫反射
public class Test01 {
    public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException {
        //通过反射获取类的class对象
        Class c1=Class.forName("com.reflect.Test01");
        System.out.println("------------一个类在内存中只有一个Class-------------");
        System.out.println(c1);
        //一个类在内存中只有一个Class
        Class c2=Class.forName("com.reflect.Test01");
        Class c3=Class.forName("com.reflect.Test01");
        Class c4=Class.forName("com.reflect.Test01");
        //一个类在内存中只有一个Class
        //c1、c2、c3、c4的Class对象相等（哈希值一样）
        //一个类被加载后，类的整个结构都会被封装在Class对象中
        System.out.println(c2.hashCode());
        System.out.println(c3.hashCode());
        System.out.println(c4.hashCode());
    }
}
//实体类
class User{
    private String name;
    private int id;
    private int age;
    public User(){

    }
    public User(String name, int id, int age) {
        this.name = name;
        this.id = id;
        this.age = age;
    }

    public String getName() {
        return name;
    }

    public void setName(String name) {
        this.name = name;
    }

    public int getId() {
        return id;
    }

    public void setId(int id) {
        this.id = id;
    }

    public int getAge() {
        return age;
    }

    public void setAge(int age) {
        this.age = age;
    }
    @Override
    public String toString() {
        return "User{" +
                "name='" + name + '\'' +
                ", id=" + id +
                ", age=" + age +
                '}';
    }
}
//输出：
------------一个类在内存中只有一个Class-------------
class com.reflect.Test01
1735600054
1735600054
1735600054

获取Class类

public class Test02 {
    public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException {
        Person person=new Student();
        System.out.println("此人是"+person.name);
        //方式一：通过对象获得
        Class c1=person.getClass();
        //方式二：forname
        Class c2 = Class.forName("com.reflect.Student");
        //方式三：通过类名.class
        Class c3=Student.class;
        System.out.println("c1="+c1);
        System.out.println("c1="+c1.hashCode());
        System.out.println("c2="+c2.hashCode());
        System.out.println("c3="+c3.hashCode());
        System.out.println("-------内置对象可以通过Type属性获得class-------");
        Class c4= Integer.TYPE;
        System.out.println("c4="+c4);
        System.out.println("c4="+c4.hashCode());
        //获得父类类型
        System.out.println("--------获得父类类型---------");
        Class c5=c1.getSuperclass();
        System.out.println("c1的父类"+c5);
        System.out.println("c1的父类"+c5.hashCode());
    }
}
class Person{
    String name;
    public Person(){

    }
    public Person(String name) {
        this.name = name;
    }
    @Override
    public String toString() {
        return "Person{" +
                "name='" + name + '\'' +
                '}';
    }
}
class Student extends Person{
    public Student() {
        this.name="学生";
    }
}
class Teacher extends Person{
    public Teacher() {
        this.name="老师";
    }
}
//输出：
此人是学生
c1=class com.reflect.Student
c1=21685669
c2=21685669
c3=21685669
-------内置对象可以通过Type属性获得class-------
c4=int
c4=2133927002
--------获得父类类型---------
c1的父类class com.reflect.Person
c1的父类1836019240

分析类的初始化1.主动引用

//测试类什么时候会初始化
public class Test03 {
    static {
        System.out.println("Main类被加载");
    }
    public static void main(String[] args) {
        //1.主动引用
        Son son=new Son();
    }
}
class Father{
    static int b=2;
    static {
        System.out.println("父类被加载");
    }
}
class Son extends Father{
    static {
        System.out.println("子类被加载");
        m=300;
    }
    static int m=100;
    static final int M=1;
}
//输出：
Main类被加载
父类被加载
子类被加载

分析类的初始化2.反射也会产生主动引用

//测试类什么时候会初始化
public class Test03 {
    static {
        System.out.println("Main类被加载");
    }
    public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException {
       Class.forName("com.reflect.Son");
    }
}
class Father{
    static int b=2;
    static {
        System.out.println("父类被加载");
    }
}
class Son extends Father{
    static {
        System.out.println("子类被加载");
        m=300;
    }
    static int m=100;
    static final int M=1;
}
//输出：
Main类被加载
父类被加载
子类被加载

分析类的初始化3.子类调用父类的方法，子类不会被加载

//测试类什么时候会初始化
public class Test03 {
    static {
        System.out.println("Main类被加载");
    }
    public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException {
        //不会产生类的引用方法
        System.out.println(Son.b);
    }
}
class Father{
    static int b=2;
    static {
        System.out.println("父类被加载");
    }
}
class Son extends Father{
    static {
        System.out.println("子类被加载");
        m=300;
    }
    static int m=100;
    static final int M=1;
}
//输出：
Main类被加载
父类被加载
2

数组开辟空间只有main类被加载

//测试类什么时候会初始化
public class Test03 {
    static {
        System.out.println("Main类被加载");
    }
    public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException {
        Son[] sons=new Son[5];
    }
}
class Father{
    static int b=2;
    static {
        System.out.println("父类被加载");
    }
}
class Son extends Father{
    static {
        System.out.println("子类被加载");
        m=300;
    }
    static int m=100;
    static final int M=1;
}
//输出：
Main类被加载

调用子类的常量不会引起父类和子类的初始化

//测试类什么时候会初始化
public class Test03 {
    static {
        System.out.println("Main类被加载");
    }
    public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException {
        System.out.println(Son.M);
    }
}
class Father{
    static int b=2;
    static {
        System.out.println("父类被加载");
    }
}
class Son extends Father{
    static {
        System.out.println("子类被加载");
        m=300;
    }
    static int m=100;
    static final int M=1;
}
//输出：
Main类被加载
1