Java反射机制

反射机制是框架设计的基础

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。通过这个对象得到类的结构。这个Class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

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一个方法和属性；

Java反射机制原理图

Java反射机制可以完成

1.在运行时判断任意一个对象所属的类

2在运行时构造任意一个类的对象

3.在运行时得到任意一个类所具有的成员变量和方法

4.在运行时调用任意一个对象的成员变量和方法

5.生成动态代理

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

反射优缺点

1.优点:可以动态的创建和使用对象(也是框架底层核心)，使用灵活，没有反射机制，框架技术就失去底层支撑。

2.缺点:使用反射基本是解释执行,对执行速度有影响.

Class类

Class类分析

1.Class也是类，因此也继承Object类

2.Class类对象不是new出来的，而是系统创建的

3.对于某个类的Class类对象，在内存中只有一份，因为类只加载一次

4.每个类的实例都会记得自己是由哪个Class实例所生成

5.通过Class可以完整地得到一个类的完整结构,通过一系列API

6.Class对象是存放在堆的

Class类常用方法

String classAllPath = "com.ss.Car";
//获取到Car类 对应的Class对象
java.lang.Class<?> cls = java.lang.Class.forName(classAllPath);
//输出
System.out.println(cls);//哪个类的Class对象   com.ss.Car
System.out.println(cls.getClass());//运行类型 java.lang.class

//得到包名
System.out.println(cls.getPackage().getName());

//得到全类名
System.out.println(cls.getName());

//通过cls创建对象实例
Car car = (Car)cls.newInstance();
System.out.println(car);//car里面的toString

//通过反射获取属性name
Field name = cls.getField("name");
System.out.println(name.get(car));

//通过反射给属性赋值
name.set(car,"宝马");

//得到所有字段
Field[] fields = cls.getFields();
//然后循环遍历即可

获取Class类对象

1、Class.forName()

前提: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，

实例: Class cls1 =Class.forName( “java.lang.Cat” );

应用场景：多用于配置文件,读取类全路径，加载类.

2、类.class

前提:若已知具体的类，通过类的class 获取，该方式最为安全可靠，程序性能最高

实例: Class cls2 = Cat.class;

应用场景:多用于参数传递，比如通过反射得到对应构造器对象.

3、对象.getClass()

前提:已知某个类的实例，调用该实例的getClass()方法获取Class对象

实例 Class clazz =对象.getClass0);

应用场景:通过创建好的对象，获取Class对象.

4、其他方式

ClassLoader cl =对象.getClass(0).getClassLoader();

Class clazz4 = cl.loadClass(“类的全类名”);

5、基本数据类型（8种）

Class cls = 基本数据类型.class

6、基本数据类型的包装类型

Class cls = 包装类.TYPE

哪些类型有Class对象

1．外部类,成员内部类，静态内部类，局部内部类，匿名内部类

2. interface:接口

3. 数组

4. enum:枚举

5. annotation:注解

6. 基本数据类型

7. void

类加载

1.静态加载:编译时加载相关的类，如果没有则报错，依赖性太强

2.动态加载:运行时加载需要的类，如果运行时不用该类，即使不存在该类，则不报错，降低了依赖性

类加载各阶段完成的任务

• 加载阶段：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：

  • 到初始化阶段，才真正开始执行类中定义的Java程序代码，此阶段是执行（）方法的过程。
  • ()方法是由编译器按语句在源文件中出现的顺序，依次自动收集类中的所有静态变量的赋值动作和静态代码块中的语句,并进行合并。
  • 虚拟机会保证一个类的()方法在多线程环境中被正确地加锁、同步，如果多个线程同时去初始化一个类，那么只会有一个线程去执行这个类的（）方法，其他线程都需要阻塞等待，直到活动线程执行()方法完毕

类加载器

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