Java--Class类相关与反射重温

一、注意点

• 面向对象的世界中，万事万物皆对象。
• Java中的类，是java.util.Class类的实例对象
• 类的类类型，可从以下三种方式得到：
  1. Class<T> clazz = T.class;【因为每个.java文件在被编译成.class文件之后，T类内部就生成了一个静态属性，也就是T.class，它保存了这个类的基本信息】
  2. Class<T> clazz = t.getClass(); 【底层是native方法，用Java声明，用C语言实现，最终在Java中实现，其实就是获取这个静态属性】
  3. Class<T> clazz = Class.forName("类的全称"); 【代表动态加载类】

  动态实现装载类的方式：
  1. 隐式装载：new一个对象时，JRE检查并自动加载
  2. 显式装载：①Class.forName() ②ClassLoader.loadClass()

• 基本数据类型和void关键字都存在类类型。
• Class.getCanonicalName() 返回的是Java Language Specification中定义的基础类的规范化名称，换句话，就是返回全类名，没有就返回null。

二、Class类能给我们什么信息（常见）:

• 获取并打印所有属性信息【访问权限+属性类名+属性名】

public static Field[] getFieldList(Class clazz) {
    Field[] fields = clazz.getDeclaredFields();///获取类中所有的属性（忽略访问修饰符）
    for (Field fieid : fields) {
        Type type = fieid.getType();///获取属性类型
        System.out.println(Modifier.toString(fieid.getModifiers())+" "+type.getTypeName() + " " + fieid.getName());
    }
    return fields;
}

关键点：

• Class.getDeclaredFields():Field[] : 获取类中所有的属性（忽略访问修饰符）

• Fieid.getType():Type : 获取属性类型

• 获取所有方法信息【访问权限+方法名+ 返回值类型 + 方法参数类型】

public static Method[] getMethodList(Class clazz) {
    Method[] methods = clazz.getDeclaredMethods();
    for (Method method : methods) {
        ///分析每一个方法
        getMethodMsg(method);
    }
    return methods;
}
/**
 * 获取Method的返回值类型和参数类型等信息
 * @param method
 */
public static void getMethodMsg(Method method) {
    StringBuilder sb = new StringBuilder();
    ///获取访问权限
    sb.append(Modifier.toString(method.getModifiers())+" ");
    ///返回值类型
    Class<?> returnType = method.getReturnType();
    ////参数类型
    Class[] paramsTypeList = method.getParameterTypes();
    sb.append(returnType.getName()).append("
 ").append(method.getName()).append("(");
    for (Class paramsType : paramsTypeList) {
        sb.append(paramsType.getName()).append(",");
    }
    sb.append(")");
    ///删除多余的","号
    if (sb.lastIndexOf(",") == sb.length() - 1) {
        sb.delete(sb.length() - 2, sb.length() - 1);
    }
    System.out.println(sb.toString());
}

关键点：

• Class.getDeclaredMethods():Method[] : 获取类中所有的方法（忽略访问修饰符）

• Method.getParameterTypes():Class[] : 获取方法的参数类类型列表

• Method.getReturnType():Class : 获取方法的返回值类型

• 获取构造函数信息【函数名+参数类型】

public static void getConstructorMsg(Object obj) {
    Class clazz = obj.getClass();
    ///封装了构造函数的信息
    Constructor[] constructors = clazz.getDeclaredConstructors();
    for (Constructor item:constructors){
        System.out.print(item.getName()+"(");
        Class[] paramTypes = item.getParameterTypes();
        for (Class type: paramTypes){
            System.out.print(type.getName()+",");
        }
        System.out.println(")");
    }
}

关键点：

• Class.getDeclaredConstructors():Constructor[] : 获取这个类中所有的构造函数信息（每一个Constructor类对象拥有其中一个构造函数的信息）

• Constructor.getParameterTypes(): Class[] : 获取这个构造函数的参数类类型列表

• 调用无参构造方法生成类对象

//动态生成类对象（无参构造函数）
Class<MyObj> clazz = (Class<MyObj>)MyObj.getClass();
T obj = clazz.newInstance();

• 调用有参构造方法生成类对象

//动态生成类对象（有参构造函数）
Class[] classes = new Class[]{Integer.class, String.class};
Object[] values = new Object[]{100, "hello world"};
Constructor<C> constructor = clazz.getDeclaredConstructor(classes);
C res = (C) constructor.newInstance(values);

• 对象类型匹配
  方式一：对象 instanceof 类型

如：
Animal dog = new Dog();///Dog是Animal的子类
boolean b = dog instanceof Dog;//判断dog这个对象是不是Dog类型的实例，结果为true

方式二：class对象.isInstance(类对象)

如：
Animal dog = new Dog();///Dog是Animal的子类
boolean b = Dog.class.isInstance(dog);

三、反射的基本用法：

1. 调用方法：Object 返回值 = method.invoke(对象, 参数值列表)
   相当于：对象.method(参数值列表)
   如：

Person xiaoming  = new Person();
Class c = xiaoming.getClass();
//Method m = c.getMethod("print", new Class[]{int.class, int.class});
//m.invoke(xiaoming, new int[]{1,2});
Method m = c.getMethod("print", int.class, int.class);
m.invoke(xiaoming, 1,2);

唯一确定某个方法的因素：方法名称 + 方法参数列表

2. 修改属性：Field.set(对象, 要修改的field值)
   相当于：对象属性赋值操作
   如：

Field field = teacher.getClass().getDeclaredField("name");//获取teacher对象的name属性
field.setAccessible(true);//无视field的访问权限问题
field.set(teacher, "小明老师");

四、关于集合的反射

• 反射都是在编译完之后的操作
• 编译之后，有着泛型的集合类型，将去泛型化。【换句话说，Java集合类的泛型，是为了防止错误输入而设定的，只在编译时有效】
• 通过反射，可以绕过编译，这样一来，比如: 在ArrayList<String> list上执行add(100);添加一个整型，则不会报错。【但是这样做，就不能使用for:each来遍历集合】

List<String> list = new ArrayList<>();
list.add("hello");///添加元素“hello”
try {
    Method methodAdd = list.getClass().getMethod("add", Object.class);
    methodAdd.invoke(list,1);///添加元素1
} catch (NoSuchMethodException | InvocationTargetException | IllegalAccessException e) {
    e.printStackTrace();
} 
System.out.println(list.toString());
///以下遍历报错：java.lang.ClassCastException
///for (String item:list){
///    System.out.println(item);
///}

五、Java反射相关的异常

• ClassNotFoundException：未在命名空间内找到指定类。（类名错误，或者类不存在）
• SecurityException：修改了不允许修改的Accessible标志时
• NoSuchMethodException：找不到特定方法
• NoSuchFieldException：找不到特定属性
• IllegalArgumentException：向方法传递了一个不合法或不正确的参数
• InstantiationException：程序视图使用Class类中的newInstance方法（此方法本身不能应用于基本类型）创建一个类的实例，而指定的类对象无法被实例化时。【如：实例化抽象类或接口，或者视图创建数组类的实例】
• IllegalAccessException：当我的程序代码想要通过反射去创建一个实例（非数组）、设置或获取一个字段，或者调用一个方法，但是当前正在执行的方法无法访问指定类、字段、方法或构造函数的定义时，抛出的异常。