反射 p1 反射机制

2023-07-21 15:56 由凉白茶发表于 #后端开发

反射机制

引出反射

这样的需求在学习框架时特别多，即通过外部文件配置，在不修改源码的情况下，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，扩展功能）。

代码演示：

re.properties文件：

classfullpath=com.hspedu.Cat
method=cry

Cat类：

package com.hspedu;

/**
 * @author: 86199
 * @date: 2023/5/18 10:09
 * @description:
 */
public class Cat {
    private Strinag name = "招财猫";
    public int age = 10;
    
    public Cat() {
    }
    
    public Cat(String name) {
        this.name = name;
    }

    public void hi(){
        System.out.println("hi" + name);
    }
    public void cry(){
        System.out.println(name + "喵喵叫");
    }
}

ReflectionQuestion：

package com.hspedu.reflection.question;

import com.hspedu.Cat;

import java.io.FileNotFoundException;
import java.io.FileReader;
import java.io.IOException;
import java.lang.reflect.InvocationTargetException;
import java.lang.reflect.Method;
import java.util.Properties;

/**
 * @author: 86199
 * @date: 2023/5/18 10:14
 * @description:
 */
public class ReflectionQuestion {
    public static void main(String[] args) throws IOException, ClassNotFoundException, InstantiationException, IllegalAccessException, NoSuchMethodException, InvocationTargetException {
        //普通方式
//        Cat cat = new Cat();
//        cat.hi();

        //IO流，使用Preperties类读写配置文件
        Properties properties = new Properties();
        properties.load(
                new FileReader("src\\com\\hspedu\\re.properties"));

        String classfullpath = properties.get("classfullpath").toString();
        String methodName = properties.getProperty("method");
        System.out.println(classfullpath);
        System.out.println(methodName);

        //使用反射解决
        //(1)加载类，返回Class类型的对象 cls
        Class cls = Class.forName(classfullpath);
        //(2)通过cls 得到你的加载的类 com.hspedu.Cat 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.hspedu.Cat 的 methodName"hi" 的方法对象
        //   即：在反射中，可以把方法视为对象（万物皆对象）
        Method method = cls.getMethod(methodName);
        //(4) 通过method调用方法：即通过方法对象类实现调用方法
        System.out.println("============================");
        method.invoke(o);
        //可以直接通过修改配置文件，而不是源码来改变调用的方法
    }
}

/*运行结果：
com.hspedu.Cat
cry
o 的运行类型 = class com.hspedu.Cat
============================
招财猫喵喵叫
*/

反射机制

反射机制允许程序在执行期间借助于Reflection API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。
在启动时，包含main方法的类被加载。它会加载所有需要的类。这些被加载的类又要加载它们需要的类，以此类推。

反射原理图
弹幕摘要：
- 加载的过程在方法区，加载结果（对象）在堆区，不知道对不对；
- 类加载是将数据放入的内存的方法区中，然后在堆创建一个class对象，说白了就是堆中的class是用来封装方法区数据的类
疑惑：
- 那为什么需要这样一个Class对象呢？
  - Class类的对象的作用是运行时提供或获得某个对象的类型信息，这点对于反射技术很重要。
  - 是这样的，当我们new一个新对象或者引用静态成员变量时，Java虚拟机(JVM)中的类加载器子系统会将对应Class对象加载到JVM中，然后JVM再根据这个类型信息相关的Class对象创建我们需要实例对象或者提供静态变量的引用值。也就是说，Class对象对于类的实例化具有非常重要的意义。没它就没法new新对象和引用静态成员变量。
  ————————————————
  版权声明：本文为CSDN博主「一只野生饭卡丘」的原创文章，遵循CC 4.0 BY-SA版权协议，转载请附上原文出处链接及本声明。
  原文链接：https://blog.csdn.net/Searchin_R/article/details/84591735

反射相关的主要类

java.lang.Class：代表一个类，Class对象表示某个类加载后在堆中的对象；
java.lang.reflect.Method：代表类的方法，Method对象表示某个类的方法；
java.lang.reflect.Field：代表类的成员变量，Field对象表示某个类的成员变量；
java.lang.reflect.Constructor：代表类的构造方法，Constructor对象表示构造器；

代码演示

package com.hspedu.reflection;

import java.io.FileReader;
import java.lang.reflect.Constructor;
import java.lang.reflect.Field;
import java.lang.reflect.Method;
import java.util.Properties;

/**
 * @author: 86199
 * @date: 2023/5/20 10:52
 * @description:
 */
public class Reflection01 {
    public static void main(String[] args) throws Exception{
        //1. IO流，使用Preperties类读写配置文件
        Properties properties = new Properties();
        properties.load(
                new FileReader("src\\com\\hspedu\\re.properties"));

        String classfullpath = properties.get("classfullpath").toString();
        String methodName = properties.getProperty("method");


        //2. 使用反射解决
        //(1)加载类，返回Class类型的对象 cls
        Class cls = Class.forName(classfullpath);
        //(2)通过cls 得到你的加载的类 com.hspedu.Cat 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.hspedu.Cat 的 methodName"hi" 的方法对象
        //   即：在反射中，可以把方法视为对象（万物皆对象）
        Method method = cls.getMethod(methodName);
        //(4) 通过method调用方法：即通过方法对象类实现调用方法
        System.out.println("============================");
        method.invoke(o);

        //java.lang.reflect.Field：代表类的成员变量，Filed对象白哦是某个类的成员变量
        //得到age字段
        //getField不能得到私有属性
        Field ageFiled = cls.getField("age");
        System.out.println(ageFiled.get(o));

        //java.lang.reflect.Constructor：代表类的构造方法，Constructor对象表示构造器
        Constructor constructor = cls.getConstructor();//()中可以指定构造器参数类型，不指定返回无参构造器
        System.out.println(constructor);//Cat()

        Constructor constructor1 = cls.getConstructor(String.class);//传入String类的Class对象
        System.out.println(constructor1);//Cat(java.lang.String)
    }
}

反射的优缺点：
- 优点：可以动态的创建和使用对象（也是框架的底层核心），使用灵活，没有反射机制，框架技术就失去了底层支撑。
- 缺点：使用反射基本是解释执行，对执行速度有影响。

反射调用优化——关闭访问检查

Method和Field、Constructor对象都有setAccessible()方法；
setAccessible()作用是启动和禁用访问安全检查的开关；
参数值为true表示反射的对象在使用时取消访问检查，可以提高反射的效率。参数值为false则表示反射的对象执行访问检查。

代码演示：

package com.hspedu.reflection;

import com.hspedu.Cat;

import java.lang.reflect.InvocationTargetException;
import java.lang.reflect.Method;

/**
 * @author: 86199
 * @date: 2023/5/20 11:20
 * @description: 测试反射调用的性能，和优化方案
 */
public class Reflection02 {
    public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException, InvocationTargetException, InstantiationException, IllegalAccessException, NoSuchMethodException {
        m1();
        m2();
        m3();
    }

    //这里先把hi()方法中的打印注释了
    //传统方法调用方法hi
    public static void m1(){
        Cat cat = new Cat();
        long start = System.currentTimeMillis();
        for (int i = 0; i < 90000000; i++){
            cat.hi();
        }
        long end = System.currentTimeMillis();
        System.out.println("m1() 耗时 = " + (end - start));
    }

    //反射机制调用方法hi
    public static void m2() throws ClassNotFoundException, InstantiationException, IllegalAccessException, NoSuchMethodException, InvocationTargetException {
        Class cls = Class.forName("com.hspedu.Cat");
        Object o = cls.newInstance();
        Method method = cls.getMethod("hi");
        long start = System.currentTimeMillis();
        for (int i = 0; i < 90000000; i++){
            method.invoke(o);
        }
        long end = System.currentTimeMillis();
        System.out.println("m2() 耗时 = " + (end - start));
    }

    //反射优化：关闭访问检测
    public static void m3() throws ClassNotFoundException, InstantiationException, IllegalAccessException, NoSuchMethodException, InvocationTargetException {
        Class cls = Class.forName("com.hspedu.Cat");
        Object o = cls.newInstance();
        Method method = cls.getMethod("hi");
        method.setAccessible(true);//取消在访问调用方法时的访问检查
        long start = System.currentTimeMillis();
        for (int i = 0; i < 90000000; i++){
            method.invoke(o);
        }
        long end = System.currentTimeMillis();
        System.out.println("m3() 耗时 = " + (end - start));
    }
}
/*运行结果
m1() 耗时 = 3
m2() 耗时 = 197
m3() 耗时 = 168
*/

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