3、Java 中的反射

2021-08-01 本文已影响0人我要离开浪浪山

1、反射

1、一般情况下，我们使用某个类时必定知道它是什么类，是用来做什么的，并且能够获得此类的引用。于是我们直接
对这个类进行实例化，之后使用这个类对象进行操作。

2、反射则是一开始并不知道我要初始化的类对象是什么，自然也无法使用 new 关键字来创建对象了。这时候，我们
使用 JDK 提供的反射 API 进行反射调用。反射就是在运行状态中,对于任意一个类,都能够知道这个类的所有属性和
方法;对于任意一个对象,都能够调用它的任意方法和属性;并且能改变它的属性。是Java被视为动态语言的关键。

Java反射机制主要提供了以下功能：

在运行时构造任意一个类的对象
在运行时获取或者修改任意一个类所具有的成员变量和方法
在运行时调用任意一个对象的方法（属性）

2、Class

1、反射始于Class，Class是一个类，封装了当前对象所对应的类的信息。一个类中有属性，方法，构造器等，比如说
有一个Person类，一个Order类，一个Book类，这些都是不同的类，现在需要一个类，用来描述类，这就是
Class，它应该有类名，属性，方法，构造器等。Class是用来描述类的类。

2、Class类是一个对象照镜子的结果，对象可以看到自己有哪些属性，方法，构造器，实现了哪些接口等等。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类的有关信息。对象只
能由系统建立对象，一个类（而不是一个对象）在 JVM 中只会有一个Class实例。

3、获得 Class 对象

获取Class对象的三种方式

通过类名获取类名.class
通过对象获取对象名.getClass()
通过全类名获取 Class.forName(全类名) classLoader.loadClass(全类名)
使用 Class 类的 forName 静态方法

public static Class<?> forName(String className)

直接获取某一个对象的 class

Class<?> klass = int.class; 
Class<?> classInt = Integer.TYPE;

调用某个对象的 getClass() 方法

StringBuilder str = new StringBuilder("123"); 
Class<?> klass = str.getClass();

4、判断是否为某个类的实例

一般地，我们用 instanceof 关键字来判断是否为某个类的实例。同时我们也可以借助反射中 Class 对象的
isInstance() 方法来判断是否为某个类的实例，它是一个 native 方法：

public native boolean isInstance(Object obj);

判断是否为某个类的类型

public boolean isAssignableFrom(Class<?> cls)

5、创建实例

通过反射来生成对象主要有两种方式。

使用Class对象的newInstance()方法来创建Class对象对应类的实例。

Class<?> c = String.class; 
Object str = c.newInstance();

先通过Class对象获取指定的Constructor对象，再调用Constructor对象的newInstance()方法来创建实例。这
种方法可以用指定的构造器构造类的实例。

//获取String所对应的Class对象 Class<?> c = String.class; 
//获取String类带一个String参数的构造器 
Constructor constructor = c.getConstructor(String.class); 
//根据构造器创建实例 
Object obj = constructor.newInstance("23333"); System.out.println(obj);

6、获取构造器信息

得到构造器的方法

//获得使用特殊的参数类型的public构造函数(包括父类） 
Constructor getConstructor(Class[] params) 
//获得类的所有公共构造函数 
Constructor[] getConstructors() 
//获得使用特定参数类型的构造函数(包括私有) 
Constructor getDeclaredConstructor(Class[] params) 
//获得类的所有构造函数(与接入级别无关)
Constructor[] getDeclaredConstructors()

获取类构造器的用法与上述获取方法的用法类似。主要是通过Class类的getConstructor方法得到Constructor类的
一个实例，而Constructor类有一个newInstance方法可以创建一个对象实例:

public T newInstance(Object ... initargs)

7、获取类的成员变量（字段）信息

获得字段信息的方法

//获得命名的公共字段 
Field getField(String name) 
//获得类的所有公共字段 Field 
Field[] getFields() 
//获得类声明的命名的字段 
getDeclaredField(String name) 
//获得类声明的所有字段
Field[] getDeclaredFields()

8、调用方法

获得方法信息的方法

//使用特定的参数类型，获得命名的公共方法 
Method getMethod(String name, Class[] params) 
//获得类的所有公共方法 Method 
Method[] getMethods() 
//使用特写的参数类型，获得类声明的命名的方法
getDeclaredMethod(String name, Class[] params)  
//获得类声明的所有方法
 Method[] getDeclaredMethods()

当我们从类中获取了一个方法后，我们就可以用 invoke() 方法来调用这个方法。 invoke 方法的原型为:

public Object invoke(Object obj, Object... args)

9、利用反射创建数组

数组在Java里是比较特殊的一种类型，它可以赋值给一个Object Reference 其中的Array类为
java.lang.reflect.Array类。我们通过Array.newInstance()创建数组对象，它的原型是:

public static Object newInstance(Class<?> componentType, int length);

10、反射获取泛型真实类型

当我们对一个泛型类进行反射时，需要的到泛型中的真实数据类型，来完成如json反序列化的操作。此时需要通
过 Type 体系来完成。 Type 接口包含了一个实现类(Class)和四个实现接口，他们分别是：

TypeVariable
- 泛型类型变量。可以泛型上下限等信息；
ParameterizedType
- 具体的泛型类型，可以获得元数据中泛型签名类型(泛型真实类型)
GenericArrayType
- 当需要描述的类型是泛型类的数组时，比如List[],Map[]，此接口会作为Type的实现。
WildcardType
- 通配符泛型，获得上下限信息；

TypeVariable

public class TestType <K extends Comparable & Serializable, V> {
 K key; 
V value; 
public static void main(String[] args) throws Exception { 

// 获取字段的类型 
Field fk = TestType.class.getDeclaredField("key"); 
Field fv = TestType.class.getDeclaredField("value"); 

TypeVariable keyType = (TypeVariable)fk.getGenericType(); TypeVariable valueType = (TypeVariable)fv.getGenericType(); 
// getName 方法 
System.out.println(keyType.getName()); // K System.out.println(valueType.getName()); // V 

// getGenericDeclaration 方法 System.out.println(keyType.getGenericDeclaration()); 
// class com.test.TestType System.out.println(valueType.getGenericDeclaration()); // class com.test.TestType 

// getBounds 方法 
System.out.println("K 的上界:"); // 有两个 

for (Type type : keyType.getBounds()) {
 // interface java.lang.Comparable 
   System.out.println(type); 
 }
System.out.println("V 的上界:"); 
// 没明确声明上界的, 默认上界是 Object 

for (Type type : valueType.getBounds()) { 
// class java.lang.Object 
System.out.println(type); 
 } 
 }
 }

ParameterizedType

  public class TestType {
        Map<String, String> map;
        public static void main(String[] args) throws Exception {
            Field f = TestType.class.getDeclaredField("map");
            System.out.println(f.getGenericType()); // java.util.Map<java.lang.String, java.lang.String>
            ParameterizedType pType = (ParameterizedType) f.getGenericType();
            System.out.println(pType.getRawType()); // interface java.util.Map
            for (Type type : pType.getActualTypeArguments()) {
                System.out.println(type); // 打印两遍: class java.lang.String
            } 
        }
    }

GenericArrayType

   public class TestType<T> {  
        List<String>[] lists;  
        public static void main(String[] args) throws Exception { 
            Field f = TestType.class.getDeclaredField("lists"); 
            GenericArrayType genericType = (GenericArrayType) f.getGenericType(); 
            System.out.println(genericType.getGenericComponentType()); 
        }
    }

WildcardType

 public class TestType {
        private List<? extends Number> a; // 上限
        private List<? super String> b; //下限
        public static void main(String[] args) throws Exception {
            Field fieldA = TestType.class.getDeclaredField("a");
            Field fieldB = TestType.class.getDeclaredField("b");
            // 先拿到范型类型
            ParameterizedType pTypeA = (ParameterizedType) fieldA.getGenericType();
            ParameterizedType pTypeB = (ParameterizedType) fieldB.getGenericType();
            // 再从范型里拿到通配符类型
            WildcardType wTypeA = (WildcardType) pTypeA.getActualTypeArguments()[0];
            WildcardType wTypeB = (WildcardType) pTypeB.getActualTypeArguments()[0];
            // 方法测试
            System.out.println(wTypeA.getUpperBounds()[0]); // class java.lang.Number
            System.out.println(wTypeB.getLowerBounds()[0]); // class java.lang.String
            // 看看通配符类型到底是什么, 打印结果为: ? extends java.lang.Number Gson反序列化
            System.out.println(wTypeA);
        }
    }

Gson反序列化

 static class Response<T> {
        T data; int code;
        String message;
        @Override public String toString() {
            return "Response{" + "data=" + data + ", code=" + code + ", message='" + message + '\'' + '}';
        }  public Response(T data, int code, String message) {
            this.data = data;
            this.code = code;
            this.message = message;
        }
    }

    static class Data {
        String result;
        public Data(String result) {
            this.result = result;
        }
        @Override
        public String toString() {
            return "Data{" + "result=" + result + '}';
        }
    }


    public static void main(String[] args) {
        Response<Data> dataResponse = new Response(new Data("数据"), 1, "成功");
        Gson gson = new Gson();
        String json = gson.toJson(dataResponse);
        System.out.println(json);
       //为什么TypeToken要定义为抽象类？
       Response<Data> resp = gson.fromJson(json, new TypeToken<Response<Data>>() { }.getType()); 
       System.out.println(resp.data.result);
    }

在进行GSON反序列化时，存在泛型时，可以借助TypeToken获取Type以完成泛型的反序列化。但是为什么TypeToken要被定义为抽象类呢？
因为只有定义为抽象类或者接口，这样在使用时，需要创建对应的实现类，此时确定泛型类型，编译才能够将泛型signature信息记录到Class元数据中。