JavaSE进阶系列(十二)、java反射机制

十二、反射

12.1 反射的概述

反射的应用场合
在编译时根本无法知道该对象或者类可能属于哪些类，程序只依靠运行时的信息来发现该对象和类的真实信息。
反射的作用
通过反射可以使程序代码访问装载到JVM中的类的内部信息：
1. 获取已装载类的属性信息；
2. 获取已装载类的方法；
3. 获取已装载累类的构造方法的信息。
反射的机制
在JDK中，主要由这些类来实现java反射机制，这些类都位于java.lang.reflect包中：
1. Class类：代表一个类；
2. Field类：代表类的成员变量（属性）；
3. Method类：代表类的成员方法；
4. Constructor类：代表类的构造方法；
5. Array类：提供了动态创建数组，以及访问数组的元素的静态方法。
Class类
- Class类是java反射机制的起源和入口
1. 用于获取与类相关的各种信息；
2. 提供了获取类信息的相关方法；
3. Class类继承自Object类。
- Class类是所有类的共同的图纸
1. 每个类都有自己的对象，好比图纸和实物的关系；
2. 每个类也可以看做是一个对象，有共同的图纸Class，存放类的结构信息，能够通过相应方法取出相应信息(类的名字、属性、方法、构造方法、父类和接口)。

12.2 反射的优缺点

优点

反射提高了java程序的灵活性和扩展性，降低耦合性，提高自适应能力。它允许程创建和控制人格类的对象，无需提前硬编码目标类；
反射是其他一些常用语言。如C、C++、Fortran或者Pascal等都不具备的；
java反射技术应用领域很广，如软件测试、EJB、JavaBean等；
许多流行的开源框架例如Struts、Hibernate、Spring在实现过程中都采用了该技术。

缺点
性能问题
使用反射基本上是一种解释操作，用于字段和方法接入时要远慢于直接代码。因此java反射机制主要应用在对灵活性和扩展性要求很高的系统框架上，普通程序不建议使用。
使用反射会模糊程序内部逻辑
程序人员希望在源代码中看到程序的逻辑，反射的等绕过了源代码的技术，因而会带来维护问题。反射代码比相应的直接代码更复杂。

12.3 反射的方法和使用

Class类的常用方法：

方法名	功能说明
getFields()	获得类的public类型的属性
getDeclaredFieldds()	获得类的所有属性
getField(Strign name)	获得类的指定属性
getMethods()	获得类的public类型的方法
getMethod(String name,Class[] args)	获得类的指定方法
getConstrutors()	获得类的public类型的构造方法
getConstrutor(Class[] args)	获得类的特定构造方法
newInstance()	通过类的无参构造方法创建该类的一个对象
getName()	获得类的完整名字
getPackage()	获取此类所属的包
getSuperclass()	获得此类的父类对应的Class对象

Administrator类：

package com.wbs.entity;
import java.sql.Date;
public class Administrator extends Customer {
    public String names;
    public String sex;
    /**
     * 管理员编号
     */
    private String adminNumber;
    /**
     * 管理员密码
     */
    private String adminPwd;
    /**
     * 管理员名字
     */
    private String adminName;

    public Administrator() {
        System.out.println("我是无参构造函数！！！");
    }

    public Administrator(String adminNumber, String adminPwd, String adminName) {
        this.adminNumber = adminNumber;
        this.adminPwd = adminPwd;
        this.adminName = adminName;
        System.out.println("我是带参构造函数！！！");
    }

    public String getAdminNumber() {
        return adminNumber;
    }

    public void setAdminNumber(String adminNumber) {
        this.adminNumber = adminNumber;
    }

    public String getAdminPwd() {
        return adminPwd;
    }

    public void setAdminPwd(String adminPwd) {
        this.adminPwd = adminPwd;
    }

    public String getAdminName() {
        return adminName;
    }

    public void setAdminName(String adminName) {
        this.adminName = adminName;
    }

    public int hello(){
        System.out.println("我是无参hello函数");
        return 0;
    }
    public int hello1(String name,int age){
        System.out.println("我是" + name + ",今年" + age + "岁了!");
        return 1;
    }
}

Reflect测试类：

package com.wbs.reflect;

import java.io.File;
import java.lang.reflect.*;

/**
 * 反射机制的实现和功能
 */
public class TestRflect {
    public static void main(String[] args) {
        TestRflect t = new TestRflect();
        t.t7();
    }

    /**
     * 通过反射得到类实例化对象
     */
    public void t1(){
        try{
            //1.加载驱动类（添加到JVM中）
            Class clz = Class.forName("com.wbs.entity.Administrator");
            //2.实例化对象
            //2.1使用原始的方法(此方法已淘汰)
            //Object objInstance = clz.newInstance();
            //2.2使用构造函数实例化对象(正规写法)
            Constructor ct = clz.getDeclaredConstructor(new Class[]{});
            Object objInstance = ct.newInstance(new Class[]{});//此处空参数new Class[]{}或者null都可以
            //3.输出类名
            System.out.println(objInstance);//带类路径
            System.out.println(clz.getSimpleName());//简化只输出类名Administrator



            //3.获取类属性
            //Field f = clz.getField("names");//只能获取到public属性(并且要指定字段名)
            //Field[] fs = clz.getFields();//只能获取到public属性
            //Field f = clz.getDeclaredField("names");//只能获取到public属性(并且要指定字段名)
            Field[] fs = clz.getDeclaredFields();//获取所有的类属性

            //System.out.println(f.getName());


            //System.out.println(fs.getName());
            //4.输出所有的public属性
            /*for(Field f:fs){
                System.out.println(f.getName());
            }*/


        }catch (Exception ex){
            ex.printStackTrace();
        }
    }


    /**
     * 通过反射获取类属性(字段)和访问修饰符
     */
    public void t2(){
        try {
            //1.加载类（添加到JVM中）
            Class clz = Class.forName("com.wbs.entity.Administrator");
            //2.实例化对象
            Constructor ct = clz.getConstructor(new Class[]{});//此处空参数new Class[]{}或者null都可以
            Object objInstance = ct.newInstance(new Class[]{});
            //3.获取类属性
            /**
             * 以下方法只能获取到类的公共属性（public修饰符）
             * getFields()获取类所有公共属性（public修饰符），返回数组
             * getField("字段名")指定字段名获取属性
             * getDeclaredField("字段名")同getField("字段名")方法
             */
            Field f1 = clz.getField("names");
            Field f2 = clz.getDeclaredField("names");
            System.out.println(f1.getName());
            System.out.println(f2.getName());

            Field[] fs = clz.getFields();
            for(Field f:fs){
                System.out.println(f.getName());
            }

            /**
             * getDeclaredFields()此方法可以获取类的所有属性
             */
            Field[] fds = clz.getDeclaredFields();
            for(Field f:fds){
                System.out.println(f.getName());
            }

            /**
             * getModifiers()此方法获得是访问修饰符的序号，需要做转化
             * Modifier.toString(f.getModifiers())
             * getSimpleName()此方法是数据类型名的简化方法
             */
            System.out.println("-----------访问修饰符-------------");
            for(Field f:fds){
                System.out.print("属性名：" + f.getName());
                System.out.print("\t数据类型：" + f.getType().getSimpleName());
                System.out.println("\t访问修饰符：" + Modifier.toString(f.getModifiers()));
            }

        }catch (Exception ex){
            ex.printStackTrace();
        }
    }


    /**
     * 通过反射获取类中的属性并赋值
     */
    public void t3(){
        try {
            //1.加载类（添加到JVM中）
            Class clz = Class.forName("com.wbs.entity.Administrator");
            //2.获取类的属性
            Field f1 = clz.getDeclaredField("names");
            Field f2 = clz.getDeclaredField("adminName");//私有属性不可直接获取
            //2.1可以通过设置访问权限
            f2.setAccessible(true);//此时private属性就获取到了

            //3.实例化对象
            Constructor ct = clz.getConstructor(new Class[]{});//此处空参数new Class[]{}或者null都可以
            Object objInstance = ct.newInstance(new Class[]{});

            //4.给属赋值
            f1.set(objInstance,"张三是public修饰的");
            f2.set(objInstance,"李四是private修饰的");

            //5.输出属性值
            System.out.println(f1.getName() + "=" + f1.get(objInstance));
            System.out.println(f2.getName() + "=" + f2.get(objInstance));

        }catch (Exception ex){
            ex.printStackTrace();
        }
    }


    /**
     * 通过反射访问中的方法
     */
    public void t4(){
        try {
            //1.加载类（添加到JVM中）
            Class clz = Class.forName("com.wbs.entity.Administrator");
            /**
             * getMethods()此方法获取指定类和其父类中所有的公共方法（public修饰符）,返回数组
             */
            Method[] ms1 = clz.getMethods();
            for(Method m:ms1){
                System.out.println(m.getName());
            }
            System.out.println("-------------------------------");
            /**
             * getDeclaredMethods()此方法只获取指定类中的公共方法（public修饰符），返回数组
             */
            Method[] ms2 = clz.getDeclaredMethods();
            for(Method m:ms2){
                System.out.println(m.getName());
            }

            /**
             * Modifier.toString(m.getModifiers())获取方法的访问修饰符
             * m.getReturnType().getSimpleName()获取方法的返回值类型
             * m.getName()获取方法的名字
             */
            for(Method m:ms1){
                System.out.println(Modifier.toString(m.getModifiers()) + "\t" + m.getReturnType().getSimpleName()+ "\t" +m.getName());
            }
            System.out.println("--------------------------------------------");
            for(Method m:ms2){
                System.out.println(Modifier.toString(m.getModifiers()) + "\t" + m.getReturnType().getSimpleName()+ "\t" +m.getName());
            }






            //2.实例化对象
            Constructor ct = clz.getConstructor(new Class[]{});//此处空参数new Class[]{}或者null都可以
            Object objInstance = ct.newInstance(new Class[]{});
           //



        }catch (Exception ex){
            ex.printStackTrace();
        }
    }


    /**
     * 通过反射调用类中的方法,如果函数有返回值就获取
     */
    public void t5(){
        try {
            //1.加载类（添加到JVM中）
            Class clz = Class.forName("com.wbs.entity.Administrator");
            //2.获取方法
            //2.1获取无参函数
            Method m1 = clz.getDeclaredMethod("hello");
            //2.2获取带参函数，传递参数也可以写成new Class[]{String.class,int.class}
            Method m2 = clz.getDeclaredMethod("hello1", String.class, int.class);
            //3.实例化对象
            Constructor ct = clz.getConstructor(new Class[]{});//此处空参数new Class[]{}或者null都可以
            Object objInstance = ct.newInstance(new Class[]{});
            //4.invoke(Object obj,Object... args)此方法调用函数
            int r1 = (int)m1.invoke(objInstance);//我是无参hello函数
            int r2 = (int) m2.invoke(objInstance,new Object[]{"张三",21});//我是张三,今年21岁了!

            //5.接收函数的返回值,并输出
            System.out.println("hello函数的返回值：" + r1);
            System.out.println("hello1函数的返回值：" + r2);



        }catch (Exception ex){
            ex.printStackTrace();
        }
    }


    /**
     * 通过反射获取类中的所有构造函数，
     * 通过传入参数获取指定构造函数，并调用
     */
    public void t6(){
        try {
            //1.加载类（添加到JVM中）
            Class clz = Class.forName("com.wbs.entity.Administrator");
            //2.获取类中所有构造函数
            Constructor[] cs = clz.getDeclaredConstructors();
            //3.输出构造函数的个数和名字
            System.out.println("构造函数个数:" + cs.length);
            for(Constructor c:cs){
                System.out.println(c.getName());
            }
            System.out.println("----------------------------");

            /**
             * 4.通过getDeclaredConstructor("无参或者带参")方法获取指定的构造函数并调用
             */
            //4.1获取无参构造函数
            Constructor c1 = clz.getDeclaredConstructor(new Class[]{});//默认调用无参构造函数
            Object objInstance1 = c1.newInstance(new Object[]{});//实例化对象时即调用构造函数

            //4.2获取带参构造函数
            Constructor c2 = clz.getDeclaredConstructor(new Class[]{String.class,String.class,String.class});
            Object objInstance2 = c2.newInstance(new Object[]{"1001","123456","李四"});


        }catch (Exception ex){
            ex.printStackTrace();
        }
    }

    /**
     * 通过反射获取系统中的封装类型(一维数组)
     */
    public void t7(){
        try {
            //1.加载类（添加到JVM中）
            Class clazz = Class.forName("java.lang.Integer");
            //2.定义Integer类型数组
            Object arr = Array.newInstance(clazz,10);//同Integer[] arr = new Integer[10];
            //3.给数组赋值
            Array.set(arr,0,1);//同arr[0] = 1
            Array.set(arr,3,3);//同arr[3] = 3

            //4.输出数组值
            System.out.println(Array.get(arr,0));
            System.out.println(Array.get(arr,3));


        }catch (Exception ex){
            ex.printStackTrace();
        }
    }

	/**
	* 通过反射动态创建数组并存取元素（多维）
	*/
	public void t8(){
	   // 创建一个含有10*15*18个元素的整型数组
	   int dims[] = { 10, 15, 18 };
	   Object arr = Array.newInstance(int.class, dims);
	   // 给arr[5][8][10]赋值
	   Object arr5 = Array.get(arr, 5);
	   Object arr58 = Array.get(arr5, 8);
	   Array.set(arr58, 10, 30);
	   // 取出arr[5][8][10]值并输出
	   Object elem = Array.get(arr58, 10);
	   System.out.println(elem);
	   /**
	    * 相当于执行语句：
	    * int arr[ ][ ][ ]=new int[10][15][18];
	    * arr[5][8][10]=20; System.out.println(arr[5][8][10]);
	    */
	}
	
	/**
	* 通过反射访问类及其父类
	*/
	public void t9(){
	   try {
	       //1.加载类（加载到jvm中）
	       Class cls = Class.forName("com.qhj.fanshe.Administrator");
	       //2.类的完整名字
	       System.out.println(cls.getName());
	       //3.类所在的包
	       System.out.println(cls.getPackage().getName());
	       //4.此类的父类
	       System.out.println(cls.getSuperclass());
	   } catch (Exception e) {
	       e.printStackTrace();
	   }
	}

}