反射 p1 反射机制

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

  1. 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;
  2. 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。
  3. 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

  1. 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;
  2. java.lang.reflect.Method:代表类的方法,Method对象表示某个类的方法;
  3. 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;
  4. 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

  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,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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