反射机制

反射机制
- - 定义
  - 反射机制的功能
  - 反射机制主要的API
  - 反射机制演示
  - 对 Class 的理解
  - Class实例获取的四种方式
  - Class 对应内存结构说明
  - 加载Properties文件的俩种方式
  - 调用运行时类的结构
  - - 调用运行时类的指定属性
    - 调用运行时类指定的方法
    - 调用运行时类指定的构造器
  - 反射的应用：动态代理

定义

动态调用类、对象的信息，方法和属性

反射机制的功能

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

反射机制主要的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

反射机制演示

public class ReflectionTest {
    @Test
    public void test1() {
        // p普通方式创建对象，以及调用属性、方法
        Person p1 = new Person("Tom",21);
        p1.setName("张三");
        p1.methods1("aa");
        // 无法调用私有方法
        // p1.methods2();
        System.out.println(p1);
    }
    // 通过反射机制创建对象、调用属性、方法
    @Test
    public void test2() throws Exception{
        Class<Person> aClass = Person.class;
        // 通过反射调用构造器方法
        Constructor<Person> con1 = aClass.getConstructor(String.class, int.class);
        Person p1 = con1.newInstance("Mack", 21);
        System.out.println(p1);

        // 通过反射机制调用方法
        Method methods1 = aClass.getDeclaredMethod("methods1", String.class);
         methods1.invoke(p1,"哈哈哈");

         // 通过反射机制调用私有方法
        Method methods2 = aClass.getDeclaredMethod("methods2");
        methods2.setAccessible(true);
        methods2.invoke(p1);

        // 通过反射机制调用普通
        Field age = aClass.getDeclaredField("age");
        age.set(p1,22);
        System.out.println(p1);

         // 通过反射机制调用私有属性
        Field name = aClass.getDeclaredField("name");
        name.setAccessible(true);
        name.set(p1,"李四");
        System.out.println(p1);


    }
}
 class Person {
    private String name;
    public int age ;

    public Person() {
    }

    public void methods1(String s) {
        System.out.println("我是一个public方法");
    }
    private void methods2(){
        System.out.println("我是一个私有方法");
    }

    @Override
    public String toString() {
        return "Persion{" +
                "name='" + name + '\'' +
                ", age=" + age +
                '}';
    }

    private Person(String name) {
        this.name = name;
    }

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

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

    public void setAge(int age) {
        this.age = age;
    }

    public String getName() {
        return name;
    }

    public int getAge() {
        return age;
    }
}

疑问1 ：既然可以 new 对象为什么还要有反射机制？使用哪种方式呢？

平常肯定是使用 new 的方式，但是在某些应用场景下，还是需要使用反射机制。比如：我们在编译期不确定要创建哪个对象，要执行哪个方法。就需要反射机制的动态调用。

比如在项目中，在项目启动时前端发送请求，这个时候后端就需要根据请求路径动态判断需要执行哪个 Servlet ，这就需要反射机制

以下代码截取为 javaweb 书城的反射机制代码：

对 Class 的理解

编写完代码后，由前端编译器对源代码文件编译成 .class 字节码文件。

通过类加载器 ClassLoader 将class文件加载到内存中去。

这个被加载到内存中的类就被称为运行时类，这个类就是Class的一个实例

Person p1 = new Person();

p1 是 Person 的实例，而Person 是 Class的实例。（前提是编译运行之后）

因此也可以说一个 Class实例对应一个运行时类

Class实例获取的四种方式

调用运行时类的属性： .class
通过运行时类的对象，调用getClass()
通过Class的静态方法，Class.forName(String classPath)
通过类加载器中的 loadClass()

  @Test
    public void test1() throws ClassNotFoundException {
        // 第一种方式: 调用运行时类的属性
        Class<Person> clazz = Person.class;
        System.out.println(clazz);
        //第二种方式：通过运行时类的对象，调用 getClass
        Person person = new Person();
        Class clazz1 = person.getClass();
        System.out.println(clazz1);
        //第三种方式：调用Class的静态方法 forName
        Class<?> clazz2 = Class.forName("Person");
        System.out.println(clazz2);
        // 第四种方式：通过ClassLoader的 loadClass方法
        ClassLoader classLoader = ReflectionTest2.class.getClassLoader();
        Class<?> clazz3 = classLoader.loadClass("Person");
        System.out.println(clazz3);
    }

Class 对应内存结构说明

哪些类型可以有Class对象？

（1）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
（2）interface：接口
（3）[]：数组
（4）enum：枚举
（5）annotation：注解@interface
（6）primitivetype：基本数据类型
（7）void

    @Test
    public void test4() {
        Class s1 = Object.class;
        Class s2 = Comparable.class;
        Class s3 = String[].class;
        Class s4 = int[][].class;
        Class s5 = ElementType.class;
        Class s6 = Override.class;
        Class s7 = int.class;
        Class s8 = void.class;
        Class s9 = Class.class;

        int[] a = new int[10];
        int[] b = new int[100];
        Class s10 = a.getClass();
        Class s11 = b.getClass();
        // 只要数组的元素类型与维度一样，就是同一个Class
        System.out.println(s10 == s11);
    }

加载Properties文件的俩种方式

第一种方式：使用 FileInputStream方式

    @Test
    public void test() throws Exception{
        // 第一种方式: 文件路径默认在module下
        Properties prop = new Properties();
        FileInputStream is = new FileInputStream("jdbc.properties");
        prop.load(is);

        String name = prop.getProperty("name");
        String age = prop.getProperty("age");
        System.out.println(name + "  "+age);
    }

第二种方式：使用CLassLoader加载

    @Test
    public void test1() throws IOException {
        // 第二种方式: 默认路径在 src 下
        Properties prop = new Properties();
        ClassLoader classLoader = this.getClass().getClassLoader();
        InputStream asStream = classLoader.getResourceAsStream("jdbc1.properties");
        prop.load(asStream);

        String name = prop.getProperty("name");
        String age = prop.getProperty("age");
        System.out.println(name + "  " + age);
    }

俩种方式的区别：

第一中方式默认加载的文件路径在此module 下

第二种方式默认加载文件路径在 src 目录下

第一种方式也可以加载src目录下，增加目录路径就行了：

FileInputStream is = new FileInputStream("src/jdbc1.properties");

调用运行时类的结构

调用运行时类的指定属性

俩个方法，第一个方法要求类的属性权限至少是 public，第二个要求属性权限至少是private，一般都使用第二种。

    // 获取运行时类的属性
    @Test
    public void test() throws Exception {
        Class<Person> clazz = Person.class;
        // 创建运行时类对象
        Person person = clazz.newInstance();
        // 获取指定属性
        Field name = clazz.getDeclaredField("name");
        // 打破封装
        name.setAccessible(true);
        // 设置属性
        // 第一个参数为属性的对象，第二个参数为属性值
        name.set(person,"张三");
        // 获取属性
        Object name1 =name.get(person);
        System.out.println(name1);
    }

调用运行时类指定的方法

使用情况和属性的一样

    @Test
    public void test1() throws Exception {
        Class<Person> clazz = Person.class;
        Person person = clazz.newInstance();
        // 获取指定方法: 第一个参数为方法名，第二个参数为方法形参类型
        Method methods1 = clazz.getDeclaredMethod("methods2",String.class);
        methods1.setAccessible(true);
        // invoke：执行方法，invoke方法的返回值是调用方法的返回值
        methods1.invoke(person,"李四");
    }

调用运行时类指定的构造器

和上面一样不写了

    // 调用运行时类的指定构造器
    @Test
    public void test2() throws Exception {
        Class<Person> clazz = Person.class;
        Person person = clazz.newInstance();
        Constructor<Person> constructor = clazz.getDeclaredConstructor(String.class);
        constructor.setAccessible(true);
        Person person1 = constructor.newInstance("李四");
        System.out.println(person1);
    }

反射的应用：动态代理

代理模式的原理：

使用一个代理将对象包装起来, 然后用该代理对象取代原始对象。任何对原始对象的调用都要通过代理。代理对象决定是否以及何时将方法调用转到原始对象上。

静态代理：特征是代理类和目标对象的类都是在编译期间确定下来，不利于程序的扩展。同时，每一个代理类只能为一个接口服务，这样一来程序开发中必然产生过多的代理。最好可以通过一个代理类完成全部的代理功能。
动态代理：是指客户通过代理类来调用其它对象的方法，并且是在程序运行时根据需要动态创建目标类的代理对象。
动态代理相比于静态代理的优点：

抽象角色中（接口）声明的所有方法都被转移到调用处理器一个集中的方法中处理，这样，我们可以更加灵活和统一的处理众多的方法。

静态代理演示：

public class StaticProxyTest {

    interface ClothFactory {
        void createCloths();
    }

    // 代理类
static   class ProxyClothFactory implements ClothFactory{
        private ClothFactory clothFactory;

        public ProxyClothFactory(ClothFactory clothFactory) {
            this.clothFactory = clothFactory;
        }

        @Override
        public void createCloths() {
            System.out.println("代理工厂的一些准备工作");
            clothFactory.createCloths();
            System.out.println("代理工厂的一些后序工作");
        }
    }
    // 被代理类
  static  class NikeClothFactory implements ClothFactory{

        @Override
        public void createCloths() {
            System.out.println("NIKE 生成了一批衣服");
        }
    }

    public static void main(String[] args) {
        NikeClothFactory nikeClothFactory = new NikeClothFactory();
        ProxyClothFactory proxyClothFactory = new ProxyClothFactory(nikeClothFactory);
        proxyClothFactory.createCloths();
    }
}

输出结果：

代理工厂的一些准备工作
NIKE 生成了一批衣服
代理工厂的一些后序工作

动态代理演示：

动态代理：通过动态生成代理类对象，去调用被代理类中的方法。

一般代理类就是一个接口，只提供方法，不提供具体的服务。在被代理类中提供服务。

如何通过加载到内存中的被代理类，动态生成代理类及其对象？
通过代理对象调用方法时，如何动态的去调用被代理类的方法？

/**
 *
 * Author: YZG
 * Date: 2022/11/6 18:25
 * Description: 动态代理：通过动态生成代理类对象调用被代理类中的方法
 */
public class DynamicProxyTest {
    public static void main(String[] args) {
        Man man = new Man();
        // 代理类的对象
        Human human = (Human) Man.ProxyFactory.getInstance(man);
        human.eat("麻辣烫");
        human.sleep(8);
    }

    // 代理类
    interface Human {
        void eat(String food);

        void sleep(int hours);
    }

    // 被代理类
    static class Man implements Human {

        @Override
        public void eat(String food) {
            System.out.println("男人吃了 " + food);
        }

        @Override
        public void sleep(int hours) {
            System.out.println("男人睡了 " + hours + "小时");
        }

        // 动态代理类
        static class ProxyFactory {
            /**
             * @description 调用此方法 生成一个代理类的对象
             * @date 2022/11/6 19:06
             * @param obj 被代理类的对象
             * @return java.lang.Object
             */
            public static Object getInstance(Object obj) {
                return Proxy.newProxyInstance(
                    	obj.getClass().getClassLoader(),
                        obj.getClass().getInterfaces(),
                        /**
                         * @description 动态调用被代理类中的方法。需要实现  InvocationHandler 接口
                         * @date 2022/11/6 19:07
                         * @param obj 被代理类的对象
                         * @return java.lang.Object
                         */
                        (Object proxy, Method method, Object[] args) -> {
                            // 动态调用被代理类对象中的方法
                            return method.invoke(obj, args);
                        });
            }
        }
    }

}