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Java基础之反射详解

2024-04-02 19:04:59 198人浏览泡泡鱼

Python 官方文档：入门教程 => 点击学习

摘要

目录前言一、一个需求引出反射二、反射入门三、反射原理图四、反射相关类五、反射调用优化前言反射是我们框架的灵魂，反射也是我们框架的一个底层基石，没有反射也就没有框架，如果我们学好了反

前言

反射是我们框架的灵魂，反射也是我们框架的一个底层基石，没有反射也就没有框架，如果我们学好了反射，对我们阅读框架底层是有很大班助的——阿俊。有些文章上来就讲反射，就会很懵逼，不知道是干啥的，所以我们就引出一些问题来看看为什么需要反射

一、一个需求引出反射

看下面的问题
根据配置文件reflection.properties指定信息，创建People对象并调用方法hi


classullpath= com.reflection.People
method=hi

思考：使用现有技术，能做吗?
我们可以来试一试
我们根据要求创建出两个类和一个配置文件

在这里插入图片描述

People 类


public class People {
    private String name="zlj";
    public void hi(){
        System.out.println("hi"+name);
    }
}


classullpath= com.reflection.People
method=hi

在QuestionReflectionQuestion类中进行测试，我们学Java的时候可知，可以通过如下的方法创建People对象并调用方法hi


public class QuestionReflectionQuestion {
    public static void main(String[] args) {
            //传统方式
        People people = new People();
        people.hi();
    }
}

那我们如何通过配置文件reflection.properties指定信息，创建People对象并调用方法hi呢？

注意：这样的需求在学习框架时特别多，即通过外部文件配置，在不修改源码情况下，来控制程序，也符合设计模式的ocp原则(开闭原则：不修改源码来扩展功能)

尝试1：Java中有一个Properties类，可以读写配置文件，我们可以用它进行尝试


public class QuestionReflectionQuestion {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        //我们尝试做一下-》明白反射
        //Java中有一个Properties类，可以读写配置文件，我们可以用它进行尝试
        Properties properties = new Properties();
        properties.load(new FileInputStream("src\\reflection.properties"));
        String classullpath = properties.get("classullpath").toString();//classullpath:com.reflection.People
        String method = properties.get("method").toString();//method:hi
        System.out.println("classullpath:"+classullpath);
        System.out.println("method:"+method);
        //那我们可以不可以直接使用new classullpath();来创建呢？这样显然不行的
    }
}

结论：尝试失败，我们就可以使用反射机制来解决上述：通过配置文件reflection.properties指定信息，创建People对象并调用方法hi，下一节进行代码演示

二、反射入门

解决第一节问题的代码演示

分四个步骤：

1.加载类，返回class类型对象:cls
2.通过cls得到你的加载类com.reflection.People的对象实例
3.通过cls得到你加载的类com.reflection.People的method=hi的方法对象（即：在反射中，可以把方法视为对象（即：万物皆对象））
4.通过method调用方法：即通过方法对象来实现调用方法


public class QuestionReflectionQuestion {
    public static void main(String[] args) throws IOException, ClassNotFoundException, IllegalAccessException, InstantiationException, NoSuchMethodException, InvocationTargetException {
        Properties properties = new Properties();
        properties.load(new FileInputStream("src\\reflection.properties"));
        String classullpath = properties.get("classullpath").toString();//classullpath:com.reflection.People
        String methodName = properties.get("method").toString();//method:hi
        System.out.println("====使用反射机制解决=====");
        //1：加载类，返回class类型对象:cls
        Class cls = Class.forName(classullpath);
        //2：通过cls得到你的加载类com.reflection.People的对象实例
        Object o = cls.newInstance();
        System.out.println("o的运行类型="+o.getClass());//运行类型
        //3.通过cls得到你加载的类com.reflection.People的method=hi的方法对象
        //即：在反射中，可以把方法视为对象（即：万物皆对象）
        Method method = cls.getMethod(methodName);
        //4.通过method调用方法：即通过方法对象来实现调用方法
        method.invoke(o);//传统方法：对象.方法()    反射机制 方法.invoke(对象)
    }
}


====使用反射机制解决=====
o的运行类型=class com.reflection.People
hizlj

我们先知道一下反射实现方式的步骤即可，一些类的介绍，我们后续会进行介绍

如果Java没有反射机制，Java就不是一种动态语言，而且我们所说的spring mybatis 框架就都不存在了，反射机制是框架的灵魂，也是底层机制的基石

反射机制的牛逼之处就在于：可以通过外部文件配置，在不修改源码的情况下，来控制程序（这就是开闭原则）
比如，我们在People类中新增cry方法，我们就不需要在QuestionReflectionQuestion类中新增 people.cry();这个方法，只需要在配置文件中reflection.properties进行如下修改method=cry即可。


====使用反射机制解决=====
o的运行类型=class com.reflection.People
cryzlj

三、反射原理图

前面我们对反射进行了一个快速入门，接下来，我们来介绍一下它的原理

反射机制允许程序在执行期借助于Reflectionapi取得任何类的内部信息(比如成员变量，构造器，成员方法等等)，并能操作对象的属性及方法。反射在设计模式和框架底层都会用到

加载完类之后，在堆中就产生了一个Class类型的对象(一个类只有一个Class对象) ,这个对象包含了类的完整结构信息。通过这个Class对象得到类的结构。这个对象就像一面镜子，透过这个镜子看到类的结构，所以，形象的称之为反射。

我们可以拿第一节的例子，画图来说明

在这里插入图片描述

四、反射相关类

接下来讲完反射机制原理，我们就来看一下反射机制可以做那些事情

1.在运行时判断任意一个对象所属的类

2.在运行时构造任意一个类的对象

3.在运行时得到任意一个类所具有的成员变量和方法

4.在运行时调用任意一个对象的成员变量和方法

5.生成动态代理

反射相关的主要类:

1.java.lang.Class:代表个类， Class对象表示某个类加载后在堆中的对象

2.java.lang.reflect.Method:代表类的方法

3.java.lang.reflect.Field: 代表类的成员变量

4.java.lang.reflect.Constructor:代表类的构造方法

我们上面第二节介绍了Method演示，我们接下来进行Field和Constructor演示
People.java


public class People {
    public String name="zlj";
    public People(){
        this.name="zzg";
    }
    public People(String name){
        this.name=name;
    }
    public void hi(){
        System.out.println("hi"+name);
    }
    public void cry(){
        System.out.println("cry"+name);
    }
}

QuestionReflectionQuestion.java


public class QuestionReflectionQuestion {
    public static void main(String[] args) throws IOException, ClassNotFoundException, IllegalAccessException, InstantiationException, NoSuchMethodException, InvocationTargetException, NoSuchFieldException {
        Properties properties = new Properties();
        properties.load(new FileInputStream("src\\reflection.properties"));
        String classullpath = properties.get("classullpath").toString();//classullpath:com.reflection.People
        String methodName = properties.get("method").toString();//method:hi
        String fieldName = properties.get("field").toString();
        String constructorName = properties.get("constructor").toString();
        System.out.println("====使用反射机制解决=====");
        //1：加载类，返回class类型对象:cls
        Class cls = Class.forName(classullpath);
        //2：通过cls得到你的加载类com.reflection.People的对象实例
        Object o = cls.newInstance();
        System.out.println("o的运行类型="+o.getClass());//运行类型
        //3.通过cls得到你加载的类com.reflection.Field 的field=name的字段
        //即：在反射中，可以把方法视为对象（即：万物皆对象）
        //getField不可以得到私有属性
        Field field = cls.getField(fieldName);
        //4.通过field 调用方法：即通过方法对象来实现调用方法
        //因为对象赋了初始值;所以就是zzg，而不是zlj
        System.out.println(field.get(o));
        System.out.println("People类的字段name是否为zlj:"+field.equals("zlj"));
        //构造器的3,4和Field 一样
        Constructor constructors = cls.getConstructor();//()中可以指定构造器参数类型。默认返回无参构造器
        System.out.println(constructors);
        Constructor constructor = cls.getConstructor(String.class);//传入构造参数的类型对象
        System.out.println(constructor);
    }
}

reflection.properties


classullpath= com.reflection.People
method=cry
field=name
constructor=People

演示


====使用反射机制解决=====
o的运行类型=class com.reflection.People
People类的字段name是否为zlj:false
public com.reflection.People()
public com.reflection.People(java.lang.String)

五、反射调用优化

前面我们说了反射的原理和反射的作用，接下来我们就说一下它的优缺点

反射优点和缺点

优点:可以动态的创建和使用对象(也是框架底层核心)，使用灵活没有反射机制，框架技术就失去底层支撑。

缺点:使用反射基本是解释执行，对执行速度有影响。

基于缺点，我们可以进行反射调用优化。
我们先看一下传统方法调用和反射机制调用的耗时


public class ReflectionOptimize {
    public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException, NoSuchMethodException, InvocationTargetException, InstantiationException, IllegalAccessException {
        ReflectionOptimize.m1();
        ReflectionOptimize.m2();
    }
    //传统方法调用hi
    public static void m1(){
        People people = new People();
        long start = System.currentTimeMillis();
        for (int i=0;i<900000;i++){
            people.hi();
        }
        long end = System.currentTimeMillis();
        System.out.println("传统方法调用hi耗时："+(end-start));
    }
    //反射机制调用hi
    public static void m2() throws ClassNotFoundException, IllegalAccessException, InstantiationException, NoSuchMethodException, InvocationTargetException {
        Class<?> cls = Class.forName("com.reflection.People");
        Object o = cls.newInstance();
       Method method = cls.getMethod("hi");
12       
        long start = System.currentTimeMillis();
        for (int i=0;i<900000;i++){
           method.invoke(o);
        }
        long end = System.currentTimeMillis();
        System.out.println("反射机制调用hi耗时："+(end-start));
    }
}


传统方法调用hi耗时：4
反射机制调用hi耗时：19

结论：使用反射机制调用方法耗时更长
我们可以进行如下优化

反射调用优化关闭访问检查

1.Method和Field、 Constructor对象都有setAccessible()方法

2.setAccessible作用是启动和禁用访问安全检查的开关

3.参数值为true表示反射的对象在使用时取消访问检查，提高反射的效率。参数值为false则表示反射的对象执行访问检查

在这里插入图片描述

代码第12行加入method.setAccessible(true);//反射的对象在使用时取消访问检查，提高反射的效率
代码效果演示


传统方法调用hi耗时：3
反射机制调用hi耗时：16

到此这篇关于Java基础之反射详解的文章就介绍到这了,更多相关Java反射内容请搜索编程网以前的文章或继续浏览下面的相关文章希望大家以后多多支持编程网！

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Java基础之反射详解

目录

前言

一、一个需求引出反射

二、反射入门

三、反射原理图

四、反射相关类

五、反射调用优化

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