Java程序员都须要懂的「反射」

时间 2020-04-02

标签 java 程序员须要懂的反射栏目 Java 繁體版

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前言

只有光头才能变强。html

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今天来简单写一下Java的反射。原本没打算写反射这个知识点的，只是很多的读者都问过我：“你的知识点好像缺了反射阿。能不能补一下？”mysql

这周末也有点空了，因此来写写我对反射的简单理解。这篇是入门文章，没有高深的知识点，但愿能对新人有帮助。若是文章有错的地方，麻烦在评论区友善评论指出~git

Java经常使用和重要的知识点我都写过（如今已有200+篇技术原创），若是想看的同窗，不妨关注个人GitHub，便可获取个人全部原创文章。程序员

1、序言

在学习Java基础的时候，通常都会学过反射。我在初学反射的时候，并不能理解反射是用来干吗的。学了一些API发现：“明明我本身能直接new一个对象，为何它要绕一个圈子，先拿到Class对象，再调用Class对象的方法来建立对象呢，这不是多余吗？”github

相信不少人在初学反射的时候也都会有这个想法（我就不相信就只有我一我的这么蠢！！）sql

并且在搜索相关资料的时候，通常也仅仅是讲解反射的一系列API，始终是不了解反射到底是有什么用，这篇文章来告诉你吧。以为不错，给我点个赞呗数据库

2、引出Class对象

首先咱们来看一段代码：app

public class Demo {
    // 自建了一个Student类
    class Student{
    }
    public static void main(String[] args) {
        // 将Object 强转成Student类
        Object o = new Object();
        Student s = (Student) o;
    }
}

咱们在IDE编写这一段代码的时候，不会出现任何的错误。可是等咱们执行的时候，咱们会知道这确定强转失败了。框架

那么“Java”（实质上JVM）是怎么知道咱们写的强转有没有问题的呢？能够依赖Class对象来协助判断。

若是看过我写JVM的那篇文章的同窗应该都知道一个对象的加载过程，若是没看过的同窗能够再去看看，顺便在这里给你们复习一下：

一个.java的文件通过javac命令编译成功后，获得一个.class的文件
当咱们执行了初始化操做(有多是new、有多是子类初始化父类也一同被初始化、也有多是反射…等)，会将.class文件经过类加载器装载到jvm中
将.class文件加载器加载到jvm中，又分了好几个步骤，其中包括 加载、链接和初始化
其中在加载的时候，会在Java堆中建立一个java.lang.Class类的对象，这个Class对象表明着类相关的信息。

既然说，Class对象表明着类相关的信息，那说明只要类有什么东西，在Class对象我都能找获得。咱们打开IDE看看里边的方法：

因而咱们能够经过Class对象来判断对象的真正类型。

3、反射介绍

其实反射就是围绕着Class对象和java.lang.reflect类库来学习，就是各类的API

好比上面截图的Method/Field/Constructor这些都是在java.lang.reflect类库下，正是由于这些类库的学习并不难，因此我才一直没写反射的文章。

我并非说这些API我都能记住，只是这些API教程在网上有很是很是多，也足够通俗易懂了。在入门的时候，其实掌握如下几种也差很少了：

知道获取Class对象的几种途径
经过Class对象建立出对象，获取出构造器，成员变量，方法
经过反射的API修改为员变量的值，调用方法

/*     下面是我初学反射时作的笔记，应该能够帮到你们，代码我就不贴了。（Java3y你值得关注） */
想要使用反射，我先要获得class文件对象，其实也就是获得Class类的对象 Class类主要API：         成员变量  - Field         成员方法  - Constructor         构造方法  - Method 获取class文件对象的方式：         1：Object类的getClass()方法         2：数据类型的静态属性class         3：Class类中的静态方法：public static Class ForName(String className) --------------------------------   获取成员变量并使用         1: 获取Class对象         2：经过Class对象获取Constructor对象         3：Object obj = Constructor.newInstance()建立对象
        4：Field field = Class.getField("指定变量名")获取单个成员变量对象
        5：field.set(obj,"") 为obj对象的field字段赋值
若是须要访问私有或者默认修饰的成员变量
        1:Class.getDeclaredField()获取该成员变量对象
        2:setAccessible() 暴力访问  
---------------------------------          
经过反射调用成员方法
        1：获取Class对象
        2：经过Class对象获取Constructor对象
        3：Constructor.newInstance()建立对象
        4：经过Class对象获取Method对象  ------getMethod("方法名");
        5: Method对象调用invoke方法实现功能
若是调用的是私有方法那么须要暴力访问
        1: getDeclaredMethod()
        2: setAccessiable();

相信我，去搜索引擎看一会，你就学会了。反射的API并不难学，通常人学不懂反射由于不知道反射究竟能干什么，下面我来说讲个人讲解。

4、为何须要反射

在初学Java的时候其实我我的认为仍是比较难理解为何须要反射的，由于没有必定的代码量下，很难理解为何我要绕一个圈子去搞反射这一套。

我如今认为用反射主要有两个缘由：

提升程序的灵活性
屏蔽掉实现的细节，让使用者更加方便好用

我一直在文章中都在强调，学某一项技术以前，必定要理解为何要学这项技术，因此个人文章通常会花比较长的幅度上讲为何。

下面我来举几个例子来帮助你们理解

4.1 案例一（JDBC）

相信你们都写过jdbc的代码，我贴一小段，你们回顾一下：

Class.forName("com.mysql.jdbc.Driver");

//获取与数据库链接的对象-Connetcion
connection = DriverManager.getConnection("jdbc:mysql://localhost:3306/java3y", "root", "root");

//获取执行sql语句的statement对象
statement = connection.createStatement();

//执行sql语句,拿到结果集
resultSet = statement.executeQuery("SELECT * FROM users");

后来为何要变成下面这种形式呢？

//获取配置文件的读入流
InputStream inputStream = UtilsDemo.class.getClassLoader().getResourceAsStream("db.properties");

Properties properties = new Properties();
properties.load(inputStream);

//获取配置文件的信息
driver = properties.getProperty("driver");
url = properties.getProperty("url");
username = properties.getProperty("username");
password = properties.getProperty("password");

//加载驱动类
Class.forName(driver);

理由很简单，人们不想修改代码。只要存在有变更的地方，我写在配置里边，不香吗？但凡是有一天，个人username，password，url甚至是数据库都改了，我都可以经过修改配置的方式去实现。

不须要动我丝毫的代码，改下配置就完事了，这就能提供程序的灵活性。

有人可能会问：“那仍是要改啊，我改代码也很快啊，你改配置不也是要改吗”。

其实不同的，我举个例子：

三歪写了一个JDBC组件，把各类配置都写死在代码上，好比上面的driver/username/数据库链接数等等。如今三歪不干了，要跑路了。
敖丙来接手三歪的代码，敖丙刚开始接手项目，公司说要换数据库。敖丙给领导说：这玩意，我改改配置就行了，几分钟完事。
敖丙找了半天都没找到配置的地方，因为三歪写的代码又臭又烂，找了半天才找到入口和对应的位置。

改代码的风险要比改配置大，即使不知道代码的实现都能经过改配置来完成要作的事。

这种就能经过可配的，其内部极可能就是经过反射来作的。

这里只是说可能，但不全是。有的可配的参数可能就仅仅只是配置，跟反射无关。但上面jdbc的例子，就是经过反射来加载驱动的。

4.2 案例二（SpringMVC）

相信你们学SpringMVC以前都学过Servlet的吧，若是没学过，建议看个人文章再复复习。

我当时学MVC框架的时候给我带来印象最深的是什么，原本须要各类getParameter()，如今只要经过约定好JavaBean的字段名，就能把值填充进去了。

仍是上代码吧，这是咱们当时学Servlet的现状：

//经过html的name属性，获取到值
String username = request.getParameter("username");
String password = request.getParameter("password");
String gender = request.getParameter("gender");

//复选框和下拉框有多个值，获取到多个值
String[] hobbies = request.getParameterValues("hobbies");
String[] address = request.getParameterValues("address");

//获取到文本域的值
String description = request.getParameter("textarea");

//获得隐藏域的值
String hiddenValue = request.getParameter("aaa");

咱们学到SpringMVC的时候是怎么样的：

@RequestMapping(value = "/save")
@ResponseBody
public String taskSave(PushConfig pushConfig) {
     // 直接使用  
       String name= pushConfig.getName();
}

为何SpringMVC能作到？其实就是经过反射来作的。

相信你也有过的经历：

若是你的JavaBean的属性名跟传递过来的参数名不一致，那就“自动组装”失败了。由于反射只能根据参数名去找字段名，若是不一致，那确定set不进去了。因此就组装失败了呀~

若是在使用框架的时候，为何咱们每每写上JavaBean，保持字段名与参数名相同，就能“自动”获得对应的值呢。这就是反射的好处。

屏蔽掉实现的细节，让使用者更加方便好用

5、咱们写反射的代码多吗？

大部分程序员都是写业务代码的，大部分程序员都是维护老系统的，其实要咱们本身写反射的代码的时候，真的很少。

从上面也看出，何时会写反射？写咱们本身组件/框架的时候。若是想找个地练手一下反射，我以为自定义注解是一个不错的选择。

由于如今用注解的地方不少，主要是够清晰简单（不再用对着一堆的XML文件了，哈哈哈哈~）。

我初学的时候写过一段，能够简单参考一下，思路都差很少的哈。下面是使用的效果（使用自定义注解给不一样的接口增长权限）

@permission("添加分类")
/*添加分类*/ void addCategory(Category category);

/*查找分类*/
void findCategory(String id);

@permission("查找分类")
/*查看分类*/ List<Category> getAllCategory();

返回一个代理的Service对象来处理自定义注解：

public class ServiceDaoFactory {

    private static final ServiceDaoFactory factory = new ServiceDaoFactory();

    private ServiceDaoFactory() {
    }

    public static ServiceDaoFactory getInstance() {
        return factory;
    }


    //须要判断该用户是否有权限
    public <T> T createDao(String className, Class<T> clazz, final User user) {

        System.out.println("添加分类进来了！");

        try {
            //获得该类的类型
            final T t = (T) Class.forName(className).newInstance();
            //返回一个动态代理对象出去
            return (T) Proxy.newProxyInstance(ServiceDaoFactory.class.getClassLoader(), t.getClass().getInterfaces(), new InvocationHandler() {

                @Override
                public Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args) throws NoSuchMethodException, InvocationTargetException, IllegalAccessException, PrivilegeException {
                    //判断用户调用的是什么方法
                    String methodName = method.getName();
                    System.out.println(methodName);

                    //获得用户调用的真实方法，注意参数！！！
                    Method method1 = t.getClass().getMethod(methodName,method.getParameterTypes());

                    //查看方法上有没有注解
                    permission permis = method1.getAnnotation(permission.class);

                    //若是注解为空，那么表示该方法并不须要权限，直接调用方法便可
                    if (permis == null) {
                        return method.invoke(t, args);
                    }

                    //若是注解不为空，获得注解上的权限
                    String privilege = permis.value();

                    //设置权限【后面经过它来判断用户的权限有没有本身】
                    Privilege p = new Privilege();
                    p.setName(privilege);

                    //到这里的时候，已是须要权限了，那么判断用户是否登录了
                    if (user == null) {

                        //这里抛出的异常是代理对象抛出的，sun公司会自动转换成运行期异常抛出，因而在Servlet上咱们根据getCause()来判断是否是该异常，从而作出相对应的提示。
                        throw new PrivilegeException("对不起请先登录");
                    }

                    //执行到这里用户已经登录了，判断用户有没有权限
                    Method m = t.getClass().getMethod("findUserPrivilege", String.class);
                    List<Privilege> list = (List<Privilege>) m.invoke(t, user.getId());

                    //看下权限集合中有没有包含方法须要的权限。使用contains方法，在Privilege对象中须要重写hashCode和equals()
                    if (!list.contains(p)) {
                        //这里抛出的异常是代理对象抛出的，sun公司会自动转换成运行期异常抛出，因而在Servlet上咱们根据getCause()来判断是否是该异常，从而作出相对应的提示。
                        throw new PrivilegeException("您没有权限，请联系管理员！");
                    }

                    //执行到这里的时候，已经有权限了，因此能够放行了
                    return method.invoke(t, args);
                }
            });

        } catch (Exception e) {
            new RuntimeException(e);
        }
        return null;
    }
}

最后

这篇反射跟网上的文章不太同样，网上的反射通常都是介绍反射的API如何使用。若是你以为还不错，给我点赞吧👍。想要看其余知识点的同窗，能够给我留言，我能够酌情考虑写一下（哈哈哈哈，忽然变大牌了）

这篇文章涉及到的其余知识点：JVM类的加载过程、注解、动态代理、SpringMVC、JDBC我都已经写过文章了，想要阅读的同窗能够关注个人GitHub搜索相关关键字便可。

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