Class类
对象照镜子后得到的信息：某个类的属性、方法和构造器、某个类到底实现了哪些接口。对于每个类而言，JRE都为其保留一个不变的Class类型的对象。一个Class对象包含了特定某个结构（class/interface/annotation/primitive type/void/[]）的有关信息。
Class本身也是一个类
Class对象只能由系统建立对象
一个加载的类在JVM中只会有一个.class文件
每个类的实例都会记得自己是由哪个Class实例所生成
通过Class可以完整地得到一个类中的所有被加载的结构
Class类是Reflection的根源，针对任何你想动态加载、运行的类，唯有先获得相应的Class对象
Class类的常用方法
方法名 功能说明
static ClassforName(String name) 返回指定类名name的Class对象
Object newInstance() 调用缺省构造函数，返回Class对象的一个实例
getName() 返回此Class对象所表示的实体（类，接口，数组类或void）的名称
Class getSuperClass() 返回当前Class对象的父类的Class对象
Class[] getinterfaces() 获取当前Class对象的接口
ClassLoader getClassLoader() 返回该类的类加载器
Constructor[] getConstructors() 返回一个包含某些Constructor对象的数组
Method getMothed(String name,Class..T)返回一个Method对象，此对象的形参类型为paramType
Field[] getDeclaredFields() 返回Field对象的一个数组
获取Class类的实例
a)若已知具体的类，通过类的class属性获取，该方法最为安全可靠，程序性能最高。
Class clazz = Person.class;
b) 已知某个类的实例，调用该实例的getClass()方法获取Class对象
Class clazz = Person.getClass();
c)已知一个类的全类名，且该类在类路径下，可通过Class类的静态方法forName()获取，可能抛出ClassNotFoundException
Class clazz = Class.forName("demo01.Student");
d)内置基本数据类型可以直接用类名.Type
e)还可以利用ClassLoader
哪些类型可以有Class对象
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。
interface:接口
[]:数组
enum:枚举
annotation:注解@interface
primitive type:基本数据类型
void
package com.kuang.reflection;
import com.sun.deploy.security.ValidationState;
import java.util.concurrent.Callable;
//测试Class类的创建方式有哪些
public class Test03 {
public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException {
Person person = new Student();
System.out.println("这个人是:" + person.name);
//方式一：通过对象获得
Class c1 = person.getClass();
System.out.println(c1.hashCode());
//方式二：forname获得
Class c2 = Class.forName("com.kuang.reflection.Student");
System.out.println(c2.hashCode());
//方式三：通过类名.class获得
Class c3 = Student.class;
System.out.println(c3.hashCode());
//方法四：基本内置类型的包装类都有一个Type属性
Class c4 = Integer.TYPE;
System.out.println(c4);
//获得父类类型
Class c5 = c1.getSuperclass();
System.out.println(c5);
}
}
class Person{
public String name;
public Person() {
}
public Person(String name) {
this.name = name;
}
@Override
public String toString() {
return "Person{" +
"name='" + name + '\'' +
'}';
}
}
class Student extends Person{
public Student() {
this.name = "学生";
}
}
class Teacher extends Person{
public Teacher() {
this.name = "老师";
}
}
package com.kuang.reflection;
import java.lang.annotation.ElementType;
//所有类型的Class
public class Test04 {
public static void main(String[] args) {
Class c1 = Object.class;//类
Class c2 = Comparable.class;//Comparable接口
Class c3 = String[].class;//一维数组
Class c4 = int[][].class;//二维数组
Class c5 = Override.class;//注解
Class c6 = ElementType.class;//枚举类型
Class c7 = Integer.class;//基本数据类型
Class c8 = void.class;//void
Class c9 = Class.class;//Class
//快捷键按住alt可以复制多行里面你指定的内容 再按ctrl+c
System.out.println(c1);
System.out.println(c2);
System.out.println(c3);
System.out.println(c4);
System.out.println(c5);
System.out.println(c6);
System.out.println(c7);
System.out.println(c8);
System.out.println(c9);
int[] a = new int[10];
int[] b = new int[100];
//只要元素类型与维度一样，就是同一个Class,哈希值就是一样的
System.out.println(a.getClass().hashCode());
System.out.println(b.getClass().hashCode());
}
}
内存分析
类的加载过程
当程序主动使用某个类时，如果该类还未被加载到内存中，则系统会通过如下三个步骤来对此类进行初始化。
类的加载与ClassLoader的理解
加载；将class文件字节码内容加载到内存中，并将这些静态数据转换成方法区的运行时数据结构，然后生成一个代表这个类的java.lang.Class对象。
链接：将Java类的二进制代码合并到JVM的运行状态之中的过程。
验证：确保加载的类信息符合JVM规范，没有安全方面的问题。
准备：正式为类变量（static）分配内存并设置类变量默认初始值的阶段，这些内存都将在方法区中进行分配。
解析：虚拟机常量池内的符号引用（常量名）替换为直接引用（地址）的过程。
初始化：
执行类构造器<clinit>()方法的过程。类构造器<clinit>()方法是由编译期自动 类中所有变量的赋值动作和静态代码块中的语句合并产生的。（类构造器是构造类信息的，不是构造该类对象的构造器） 。
当初始化一个类的时候，如果发现其父类还没有进行初始化，则需要先触发其父类的初始化。
虚拟机会保证一个类的<clinit>()方法在多线程环境中被正确加锁和同步。
package com.kuang.reflection;
public class Test05 {
public static void main(String[] args) {
A a = new A();
System.out.println(A.m);
/*
1.加载到内存，会产生一个类对应Class对象
2.链接，链接结束后m = 0(分配的默认值)
3.初始化
<clinit>(){
System.out.println("A类静态代码块初始化");
m = 300;
m = 100;
}
m = 100
*/
}
}
class A{
static {
System.out.println("A类静态代码块初始化");
m = 300;
}
/*
m=300
m=100
最后输出的值m=100
*/
static int m = 100;
public A(){
System.out.println("A类的无参构造初始化");
}
}
什么时候会发生类初始化
类的主动引用（一定会发生类的初始化）
当虚拟机启动，先初始化main方法所在的类
new一个类的对象
调用类的静态成员（除了final常量）和静态方法
使用java.lang.reflect包的方法对类进行反射调用
当初始化一个类，如果其父类没有被初始化，则先会初始化他的父类
package com.kuang.reflection;
//测试类什么时候会初始化
public class Test06 {
static {
System.out.println("Main类被加载");
}
public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException {
//1.主动引用
// Son son = new Son();
//2.反射也会产生主动引用
Class.forName("com.kuang.reflection.Son");
}
}
class Father{
static int b = 2;
static {
System.out.println("父类被加载");
}
}
class Son extends Father{
static {
System.out.println("子类被加载");
m = 300;
}
static int m = 100;
static final int M = 1;
}
输出结果：
Main类被加载 父类被加载 子类被加载
类的被动引用（不会发生类的初始化）
当访问一个静态域时，只有真正声明这个域的类才会被初始化。如：当通过子类引用父类的静态变量，不会导致子类初始化
通过数组定义类引用，不会触发此类的初始化
引用常量不会触发此类的初始化（常量在链接阶段就存入调用类的常量池中了）
package com.kuang.reflection;
//测试类什么时候会初始化
public class Test06 {
static {
System.out.println("Main类被加载");
}
public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException {
//1.主动引用
// Son son = new Son();
//2.反射也会产生主动引用
// Class.forName("com.kuang.reflection.Son");
//不会产生类的引用方法
//System.out.println(Son.b);//输出结果： Main类被加载 父类被加载 2
// Son[] array = new Son[5];//只是声明了一个数组，没有新建对象所有只有main类被加载
System.out.println(Son.M);//输出了 ：Main类被加载 1
}
}
class Father{
static int b = 2;
static {
System.out.println("父类被加载");
}
}
class Son extends Father{
static {
System.out.println("子类被加载");
m = 300;
}
static int m = 100;
static final int M = 1;
}
类加载器的作用
类加载的作用：将class文件字节码内容加载到内存中，并将这些静态数据转换成方法区的运行时数据结构，然后在堆中生成一个代表这个类的java.lang.Class对象，作为方法区中类数据的访问入口。
类缓存：标准的JavaSE类加载器可以按要求查找类，但一旦某个类被加载到类加载器中，它将维持加载（缓存）一段时间。不过JVM垃圾回收机制可以回收这些Class对象
类加载器作用是用来把类（class）装载进内存的。JVM规范定义了如下类型的类的加载器。
引导类加载器：用c++编写的，是JVM自带的类加载器，负责Java平台核心库，用来装载核心类库。该加载器无法直接获取
扩展类加载器：负责jre/lib/ext目录下的jar包或-D java.ext.dirs指定目录下的jar包装入工作库
系统类加载器：负责java-classpath或-D java.class.path所指的目录下的类与jar包装入工作，是最常用的加载器。
package com.kuang.reflection;
public class Test07 {
public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException {
//获取系统类的加载器
ClassLoader systemClassLoader = ClassLoader.getSystemClassLoader();
System.out.println(systemClassLoader);
//获得系统类加载器的父类加载器-->扩展了加载器
ClassLoader parent = systemClassLoader.getParent();
System.out.println(parent);
//获取扩展类加载器的父类加载器-->根加载器（c/c++）
ClassLoader parent1 = parent.getParent();
System.out.println(parent1);
//测试当前类是哪个加载器加载的
ClassLoader classLoader = Class.forName("com.kuang.reflection.Test07").getClassLoader();
System.out.println(classLoader);
//测试JDK内置的类是谁加载的
classLoader = Class.forName("java.lang.Object").getClassLoader();
System.out.println(classLoader);
//如何获得系统类加载器可以加载的路径
System.out.println(System.getProperty("java.class.path"));
/*
D:\JAVA\JDK8\jre\lib\charsets.jar;D:\JAVA\JDK8\jre\lib\deploy.jar;
D:\JAVA\JDK8\jre\lib\ext\access-bridge-64.jar;D:\JAVA\JDK8\jre\lib\ext\cldrdata.jar;
D:\JAVA\JDK8\jre\lib\ext\dnsns.jar;
D:\JAVA\JDK8\jre\lib\ext\jaccess.jar;
D:\JAVA\JDK8\jre\lib\ext\jfxrt.jar;D:\JAVA\JDK8\jre\lib\ext\localedata.jar;
D:\JAVA\JDK8\jre\lib\ext\nashorn.jar;D:\JAVA\JDK8\jre\lib\ext\sunec.jar;
D:\JAVA\JDK8\jre\lib\ext\sunjce_provider.jar;D:\JAVA\JDK8\jre\lib\ext\sunmscapi.jar;
D:\JAVA\JDK8\jre\lib\ext\sunpkcs11.jar;
D:\JAVA\JDK8\jre\lib\ext\zipfs.jar;
D:\JAVA\JDK8\jre\lib\javaws.jar;
D:\JAVA\JDK8\jre\lib\jce.jar;
D:\JAVA\JDK8\jre\lib\jfr.jar;
D:\JAVA\JDK8\jre\lib\jfxswt.jar;
D:\JAVA\JDK8\jre\lib\jsse.jar;
D:\JAVA\JDK8\jre\lib\management-agent.jar;D:\JAVA\JDK8\jre\lib\plugin.jar;
D:\JAVA\JDK8\jre\lib\resources.jar;
D:\JAVA\JDK8\jre\lib\rt.jar;
C:\Users\HP\Desktop\besttj\out\production\besttj;C:\Users\HP\Desktop\besttj\lib\commons-io-2.8.0.jar;D:\IDEA\IntelliJ IDEA 2020.3.1\lib\idea_rt.jar
Process finished with exit code 0
*/
}
}
获取运行时类的完整结构
通过反射获取运行时类的完整结构
Field、Method、Constructor、Superclass、Interface、Annotation
实现的全部接口
所继承的父亲
全部的构造器
全部的方法’全部的Field
注解
package com.kuang.reflection;
import java.lang.reflect.Constructor;
import java.lang.reflect.Field;
import java.lang.reflect.Method;
//获得类的信息
public class Test08 {
public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException, NoSuchFieldException, NoSuchMethodException {
Class c1 = Class.forName("com.kuang.reflection.User");
//获得类的名字
System.out.println(c1.getName());// 获得包名 + 类名 com.kuang.reflection.User
System.out.println(c1.getSimpleName());//获得类名 User
//获得类的属性
System.out.println("========================");
Field[] fields = c1.getFields();//只能找到public属性
fields = c1.getDeclaredFields();//找到全部的属性
for (Field field : fields) {
System.out.println(field);
}
//获得指定属性的值
Field name = c1.getDeclaredField("name");
System.out.println(name);
//获得类的方法
System.out.println("======================");
Method[] methods = c1.getMethods();//获得本类及其父类的全部public方法
for (Method method : methods) {
System.out.println("正常的:"+method);
}
methods = c1.getDeclaredMethods();//获得本类的所有方法
for (Method method : methods) {
System.out.println("getDeclaredMethods:"+method);
}
//获得指定方法
//重载
Method getName = c1.getMethod("getName", null);
System.out.println(getName);
Method setName = c1.getMethod("setName", String.class);
System.out.println(getName);
System.out.println(setName);
//获得指定的构造器
System.out.println("======================");
Constructor[] constructors = c1.getConstructors();//获得public方法
for (Constructor constructor : constructors) {
System.out.println(constructor);
}
constructors = c1.getDeclaredConstructors();//获得本类方法
for (Constructor constructor : constructors) {
System.out.println("#"+constructor);//#是为了区分上下两个打印的结果
}
//获得指定的构造器
Constructor declaredConstructor = c1.getDeclaredConstructor(String.class, int.class, int.class);
System.out.println("指定"+declaredConstructor);
}
}
小结
在实际的操作中，取得类的信息的操作代码，并不会经常开发。
一定要熟悉java.lang.reflect包的作用，反射机制。
如何获得属性、方法、构造器的名称，修饰符等。
有了Class对象，能做什么？
创建类的对象：调用Class对象的newlnstance()方法
1）类必须有一个无参数的构造器
2）类的构造器的访问权限需要足够
步骤如下：
1)通过Class类的getDeclaredConstructor(Class...parameterTypes)取得本类的指定形参类型的构造器
2)向构造器的形参中传递一个对象数组进去，里面包含了构造器中所需的各个参数
3）通过Constructor实例化对象
package com.kuang.reflection;
import com.sun.scenario.effect.impl.sw.sse.SSEBlend_SRC_OUTPeer;
import java.lang.reflect.Constructor;
import java.lang.reflect.Field;
import java.lang.reflect.InvocationTargetException;
import java.lang.reflect.Method;
//动态的创建对象，通过反射
public class Test09 {
public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException, IllegalAccessException, InstantiationException, NoSuchMethodException, InvocationTargetException, NoSuchFieldException {
//获得Class对象
Class c1 = Class.forName("com.kuang.reflection.User");
//构造一个对象
//User user =(User) c1.newInstance();//本质是调用了类的无参构造器
//System.out.println(user);
//通过构造器创建对象
// Constructor constructor = c1.getDeclaredConstructor(String.class, int.class, int.class);
//User user2= (User) constructor.newInstance("秦疆", 001, 19);
//System.out.println(user2);
//通过反射调用普通方法
User user3 =(User) c1.newInstance();
//通过反射获取一个方法
Method setName = c1.getDeclaredMethod("setName", String.class);
//invoke:激活的意思
//(对象，“方法的值”)
setName.invoke(user3,"狂神");//需要无参构造
System.out.println(user3.getName());
//通过反射操作属性
System.out.println("=======================");
User user4 = (User)c1.newInstance();
Field name = c1.getDeclaredField("name");
//不能直接操作私有属性，我们需要关闭程序的安全检测，设置属性或者方法setAccessible(true)
name.setAccessible(true);
name.set(user4,"狂神");
System.out.println(user4.getName());
}
}
调用指定的方法
通过反射，调用类中的方法，通过Method类完成。
1.通过Class类的getMethod(String name,Class...parameterTypes)方法取得一个Method对象，并设置此方法操作时所需要的参数类型。
2.之后使用Object invoke(Object obj,Object[] args)进行调用，并向方法中传递要设置的obj对象的参数信息。
Object invoke(Object obj,Object...args)
Object对应原方法的返回值，若原方法无返回值，此时返回null
若原方法若为静态方法，此时形参Object obj可为null
若原方法形参列表为空，则Object[]args为null
若原方法声明为private,则需要在调用此invoke()方法前，显示调用方法对象的setAccessible(true)方法，将可访问private的方法。
setAccessible
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则指示反射的对象在使用时应该取消Java语言访问检查。
提高反射的效率。如果代码中必须用反射，而该句代码需要频繁被调用，那么请设置为true.
使得原本无法访问的私有成员也可以访问
参数值为false则指示反射的对象应该实施Java语言访问检查。
package com.kuang.reflection;
import java.lang.reflect.InvocationTargetException;
import java.lang.reflect.Method;
//分析性能问题
public class Test10 {
//普通方式调用
public static void test01(){
User user = new User();
long startTime = System.currentTimeMillis();
for (int i = 0; i < 1000000000; i++){
user.getName();
}
long endTime = System.currentTimeMillis();
System.out.println("普通方法执行10亿次:" + (endTime-startTime) + "ms");
}
//反射方式调用
public static void test02() throws NoSuchMethodException, InvocationTargetException, IllegalAccessException {
User user = new User();
Class c1 = user.getClass();
Method getName = c1.getDeclaredMethod("getName", null);
long startTime = System.currentTimeMillis();
for (int i = 0; i < 1000000000; i++){
getName.invoke(user,null);
}
long endTime = System.currentTimeMillis();
System.out.println("反射方法执行10亿次:" + (endTime-startTime) + "ms");
}
//反射方式调用 关闭检测
public static void test03() throws NoSuchMethodException, InvocationTargetException, IllegalAccessException {
User user = new User();
Class c1 = user.getClass();
Method getName = c1.getDeclaredMethod("getName", null);
getName.setAccessible(true);
long startTime = System.currentTimeMillis();
for (int i = 0; i < 1000000000; i++){
getName.invoke(user,null);
}
long endTime = System.currentTimeMillis();
System.out.println("关闭检测执行10亿次:" + (endTime-startTime) + "ms");
}
public static void main(String[] args) throws NoSuchMethodException, IllegalAccessException, InvocationTargetException {
test01();
test02();
test03();
}
}
反射操作泛型
Java采用泛型擦除的机制来引入泛型，Java中的泛型仅仅是给编译器java使用的，确保数据的安全性和免去强制类型转换问题，但是一旦编译完成，所有和泛型有关的类型全部擦除
为了通过反射操作这些类型，Java新增了ParameterizedType,GenericArrayType,TypeVariable和WildcardType几种类型来代表不能被归一到Class类中的类型但是又和原始类型齐名法类型。
ParameterizedType:表示一种参数化类型，比如Collection<String>
GenericArrayType:表示一种元素类型是参数化类型或者类型变量的数组类型
TypeVariable:是各种类型变量的公共接口
WildcardType:代表一种通配符类型表式
package com.kuang.reflection;
import java.lang.reflect.Method;
import java.lang.reflect.ParameterizedType;
import java.lang.reflect.Type;
import java.util.List;
import java.util.Map;
public class Test11 {
public void test01(Map<String,User> map, List<User>list){
System.out.println("test01");
}
public Map<String ,User>test02(){
System.out.println("test02");
return null;
}
public static void main(String[] args) throws NoSuchMethodException {
Method method = Test11.class.getMethod("test01", Map.class, List.class);
Type[] genericParameterTypes = method.getGenericParameterTypes();//getGenericParameterTypes获得泛型的参数类型
for (Type genericParameterType : genericParameterTypes) {
System.out.println("#" + genericParameterType);
if (genericParameterType instanceof ParameterizedType){
Type[] actualTypeArguments = ((ParameterizedType) genericParameterType).getActualTypeArguments();
for (Type actualTypeArgument : actualTypeArguments) {
System.out.println(actualTypeArgument);
}
}
}
method = Test11.class.getMethod("test02", null);
Type genericReturnType = method.getGenericReturnType();
if (genericReturnType instanceof ParameterizedType){
Type[] actualTypeArguments = ((ParameterizedType) genericReturnType).getActualTypeArguments();
for (Type actualTypeArgument : actualTypeArguments) {
System.out.println(actualTypeArgument);
}
}
}
}
反射操作注解
getAnnotations
getAnnotation
ORM: Object relationship Mapping-->对象关系映射
练习ORM
类和表结构对应
属性和字段对应
对象和记录对应
package com.kuang.reflection;
import java.lang.annotation.*;
import java.lang.reflect.Field;
public class Test12 {
public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException, NoSuchFieldException {
Class c1 = Class.forName("com.kuang.reflection.Student2");
//通过反射获得注解
Annotation[] annotations = c1.getAnnotations();
for (Annotation annotation : annotations) {
System.out.println(annotation);
}
//获得注解的value的值
Tablekuang tablekuang= (Tablekuang)c1.getAnnotation(Tablekuang.class);
String value = tablekuang.value();
System.out.println(value);
//获得类指定的注解
Field f = c1.getDeclaredField("id");
Fieldkuang annotation= f.getAnnotation(Fieldkuang.class);
System.out.println(annotation.columnName());
System.out.println(annotation.type());
System.out.println(annotation.length());
}
}
@Tablekuang("db_student")
class Student2 {
@Fieldkuang(columnName = "db_id",type = "int",length = 10)
private int id;
@Fieldkuang(columnName = "db_age",type = "int",length = 10)
private int age;
@Fieldkuang(columnName = "db_name",type = "varchar",length = 3)
private String name;
public Student2() {
}
public Student2(int id, int age, String name) {
this.id = id;
this.age = age;
this.name = name;
}
public int getId() {
return id;
}
public void setId(int id) {
this.id = id;
}
public int getAge() {
return age;
}
public void setAge(int age) {
this.age = age;
}
public String getName() {
return name;
}
public void setName(String name) {
this.name = name;
}
@Override
public String toString() {
return "Student2{" +
"id=" + id +
", age=" + age +
", name='" + name + '\'' +
'}';
}
}
//类名的注解
@Target(ElementType.TYPE)
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
@interface Tablekuang{
String value();
}
//属性的注解
@Target(ElementType.FIELD)
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
@interface Fieldkuang{
String columnName();
String type();
int length();
}