java基礎 -反射筆記

银河小船儿發表於2024-09-24

710,反射快速入門

程式碼:

先建立一個 re.properties 檔案:

classfullpath=com.hspedu.Cat
method=hi

Cat.java

package com.hspedu;

public class Cat {
    private String name = "招財貓";
    public void hi() { //常用方法
        System.out.println("hi " + name);
    }
}
ReflectionQuestion.java
package com.hspedu.reflection.question;

import com.hspedu.Cat;

import java.io.FileInputStream;
import java.io.FileNotFoundException;
import java.io.IOException;
import java.lang.reflect.InvocationTargetException;
import java.lang.reflect.Method;
import java.util.Objects;
import java.util.Properties;

//反射問題的引入
public class ReflectionQuestion {
    public static void main(String[] args) throws IOException, ClassNotFoundException, InstantiationException, IllegalAccessException, NoSuchMethodException, InvocationTargetException {
        //根據配置檔案 re.properties 指定資訊, 建立 Cat 物件並呼叫方法 hi

        //傳統的方式 new 物件 -》 呼叫方法
//        Cat cat = new Cat();
//        cat.hi();

        //我們嘗試做一做 -> 明白反射
        //1. 使用 Properties 類, 可以讀寫配置檔案
        Properties properties = new Properties();
        properties.load(new FileInputStream("src\\re.properties"));
        String classfullpath = properties.getProperty("classfullpath").toString();//"com.hspedu.Cat"
        String methodName = properties.getProperty("method").toString();
        System.out.println("classfullpath=" + classfullpath);
        System.out.println("method=" + methodName);

        //2. 建立物件 , 傳統的方法, 行不通 =》 反射機制
//        Cat cat1 = new com.hspedu.Cat();
//        new classfullpath();//這個是String,不是類名

        //3. 使用反射機制解決
        //(1) 載入類, 返回 Class 型別的物件 cls
        Class cls = Class.forName(classfullpath);

        //(2) 透過 cls 得到你載入的類 com.hspedu.Cat 的物件例項
        Object o = cls.newInstance();
        System.out.println("o的執行型別=" + o.getClass());//執行型別

        //(3) 透過 cls 得到你載入的類 com.hspedu.Cat 的 methodName"hi" 的方法物件
        // 即: 在反射中, 可以把方法視為物件(萬物皆物件)
        Method method1 = cls.getMethod(methodName);
        System.out.println("===================");
//(4) 透過 method1 呼叫方法: 即透過方法物件來實現呼叫方法 method1.invoke(o);
//傳統方法 物件.方法() , 反射機制 方法.invoke(物件) } }

執行結果:

713,反射相關類

程式碼:

re.properties 程式碼不變。

Cat.java

package com.hspedu;

public class Cat {
    private String name = "招財貓";
    public int age = 10;

    public Cat() {} //無參構造器

    public Cat(String name) {
        this.name = name;
    }

    public void hi() { //常用方法
        System.out.println("hi " + name);
    }
}

Reflection01.java

package com.hspedu.reflection;

import java.io.FileInputStream;
import java.io.FileNotFoundException;
import java.io.IOException;
import java.lang.reflect.Constructor;
import java.lang.reflect.Field;
import java.lang.reflect.InvocationTargetException;
import java.lang.reflect.Method;
import java.util.Properties;

public class Reflection01 {
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        //1. 使用 Properties 類, 可以讀寫配置檔案
        Properties properties = new Properties();
        properties.load(new FileInputStream("src\\re.properties"));
        String classfullpath = properties.getProperty("classfullpath").toString();//"com.hspedu.Cat"
        String methodName = properties.getProperty("method").toString();
        //3. 使用反射機制解決
        //(1) 載入類, 返回 Class 型別的物件 cls
        Class cls = Class.forName(classfullpath);

        //(2) 透過 cls 得到你載入的類 com.hspedu.Cat 的物件例項
        Object o = cls.newInstance();
        System.out.println("o的執行型別=" + o.getClass());//執行型別

        //(3) 透過 cls 得到你載入的類 com.hspedu.Cat 的 methodName"hi" 的方法物件
        // 即: 在反射中, 可以把方法視為物件(萬物皆物件)
        Method method1 = cls.getMethod(methodName);
        System.out.println("===================");

        //(4) 透過 method1 呼叫方法: 即透過方法物件來實現呼叫方法
        method1.invoke(o);//傳統方法 物件.方法() , 反射機制 方法.invoke(物件)

        //java.lang.reflect.Field: 代表類的成員變數, Field 物件表示某個類的成員變數
        //得到 name 欄位
        //getField 不能得到私有的屬性,name是private,age是public
        Field nameField = cls.getField("age");
        System.out.println(nameField.get(o));// 傳統寫法 物件.成員變數 , 反射 : 成員變數物件.get(物件)

        //java.lang.reflect.Constructor: 代表類的構造方法, Constructor 物件表示構造器
        //()中可以指定構造器引數型別, 返回無參構造器
        Constructor constructor = cls.getConstructor();
        System.out.println(constructor);

        //這裡老師傳入的 String.class 就是 String 類的Class 物件
        Constructor constructor2 = cls.getConstructor(String.class);
        System.out.println(constructor2);
    }
}

執行結果:

714,反射呼叫最佳化

程式碼:

re.properties 檔案內容不變

cat.java

package com.hspedu;

public class Cat {
    private String name = "招財貓";
    public int age = 10;

    public Cat() {} //無參構造器

    public Cat(String name) {
        this.name = name;
    }

    public void hi() { //常用方法
        //System.out.println("hi " + name);
    }
}

Reflection02.java

package com.hspedu.reflection;

import com.hspedu.Cat;

import java.lang.reflect.InvocationTargetException;
import java.lang.reflect.Method;

//測試反射呼叫的效能, 和最佳化方案
public class Reflection02 {
    public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException, InvocationTargetException, InstantiationException, IllegalAccessException, NoSuchMethodException {
        m1();
        m2();
        m3();
    }

    //傳統方法來呼叫 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("傳統方法呼叫hi 耗時=" + (end - start));
    }

    //反射機制呼叫方法 hi
    public static void m2() throws ClassNotFoundException, InstantiationException, IllegalAccessException, NoSuchMethodException, InvocationTargetException {
        Class cls = Class.forName("com.hspedu.Cat");//引數直接給了全類名(來自re.properties檔案裡)
        Object o = cls.newInstance();
        Method hi = cls.getMethod("hi");//引數直接給了方法名(來自re.properties檔案裡)
        long start = System.currentTimeMillis();
        for (int i = 0; i < 90000000; i++) {
            hi.invoke(o);
        }
        long end = System.currentTimeMillis();
        System.out.println("m2() 耗時=" + (end - start));
    }

    //反射機制呼叫方法 hi
    public static void m3() throws ClassNotFoundException, InstantiationException, IllegalAccessException, NoSuchMethodException, InvocationTargetException {
        Class cls = Class.forName("com.hspedu.Cat");//引數直接給了全類名(來自re.properties檔案裡)
        Object o = cls.newInstance();
        Method hi = cls.getMethod("hi");//引數直接給了方法名(來自re.properties檔案裡)
        hi.setAccessible(true);//在反射呼叫方法時, 取消訪問檢查
        long start = System.currentTimeMillis();
        for (int i = 0; i < 90000000; i++) {
            hi.invoke(o);
        }
        long end = System.currentTimeMillis();
        System.out.println("m3() 耗時=" + (end - start));
    }
}

執行結果:

716,Class常用方法

程式碼:

Car.java

package com.hspedu;

public class Car {
    public String brand = "寶馬";
    public int price = 500000;
    public String color = "白色";

    @Override
    public String toString() {
        return "Car{" +
                "brand='" + brand + '\'' +
                ", price=" + price +
                ", color='" + color + '\'' +
                '}';
    }
}

Class02.java

package com.hspedu.reflection.class_;

import com.hspedu.Car;

import java.lang.reflect.Field;

public class Class02 {
    public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException, InstantiationException, IllegalAccessException, NoSuchFieldException {
        //1 . 獲取到 Car 類 對應的 Class 物件
        //<?> 表示不確定的 Java 型別
        String classAllPath = "com.hspedu.Car";
        Class<?> cls = Class.forName(classAllPath);

        //2. 輸出 cls
        //顯示 cls 物件, 是哪個類的 Class 物件 com.hspedu.Car
        System.out.println(cls);
        //輸出 cls 執行型別 java.lang.Class
        System.out.println(cls.getClass());

        //3. 得到包名
        System.out.println(cls.getPackage().getName());

        //4. 得到全類名
        System.out.println(cls.getName());

        //5. 透過 cls 建立物件例項
        Car car = (Car)cls.newInstance();
        System.out.println(car);//car.toString()

        //6. 透過反射獲取屬性 brand
        Field brand = cls.getField("brand");
        System.out.println(brand.get(car));

        //7. 透過反射給屬性賦值
        brand.set(car, "賓士");
        System.out.println(brand.get(car));

        //8 我希望大家可以得到所有的屬性(欄位)
        System.out.println("======所有的欄位屬性=======");
        Field[] fields = cls.getFields();
        for (Field f : fields) {
            System.out.println(f.getName());
        }
    }
}

執行結果:

717,獲取Class物件六種方式

程式碼:

package com.hspedu.reflection.class_;

import com.hspedu.Car;

public class GetClass_ {
    public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException {
        //1. Class.forName
        //透過讀取配置檔案獲取
        String classAllPath = "com.hspedu.Car";
        Class<?> cls1 = Class.forName(classAllPath);
        System.out.println(cls1);

        //2. 類名.class , 應用場景: 用於引數傳遞
        Class cls2 = Car.class;
        System.out.println(cls2);

        //3. 物件.getClass(), 應用場景, 有物件例項
        Car car = new Car();
        Class cls3 = car.getClass();
        System.out.println(cls3);

        //4. 透過類載入器【4 種】 來獲取到類的 Class 物件
        //(1)先得到類載入器 classLoader
        ClassLoader classLoader = car.getClass().getClassLoader();
        //(2)透過類載入器得到 Class 物件
        Class cls4 = classLoader.loadClass(classAllPath);
        System.out.println(cls4);

        //cls1 , cls2 , cls3 , cls4 其實是同一個物件
        System.out.println(cls1.hashCode());
        System.out.println(cls2.hashCode());
        System.out.println(cls3.hashCode());
        System.out.println(cls4.hashCode());

        //5. 基本資料(int, char,boolean,float,double,byte,long,short) 按如下方式得到 Class 類物件
        Class<Integer> integerClass = int.class;
        Class<Character> characterClass = char.class;
        Class<Boolean> booleanClass = boolean.class;
        System.out.println(integerClass);//int

        //6. 基本資料型別對應的包裝類, 可以透過 .TYPE 得到 Class 類物件
        Class<Integer> type1 = Integer.TYPE;
        Class<Character> type2 = Character.TYPE;
        System.out.println(type1);

        System.out.println(integerClass.hashCode());
        System.out.println(type1.hashCode());
    }
}

執行結果:

718,哪些型別有Class物件

程式碼:

package com.hspedu.reflection.class_;

import java.io.Serializable;

public class AllTypeClass {
    public static void main(String[] args) {
        Class<String> cls1 = String.class;//外部類
        Class<Serializable> cls2 = Serializable.class;//介面
        Class<Integer[]> cls3 = Integer[].class;//陣列
        Class<float[][]> cls4 = float[][].class;//二維陣列
        Class<Deprecated> cls5 = Deprecated.class;//註解

        Class<Thread.State> cls6 = Thread.State.class;//列舉
        Class<Long> cls7 = long.class;//基本資料型別
        Class<Void> cls8 = void.class;//void 資料型別
        Class<Class> cls9 = Class.class;

        System.out.println(cls1);
        System.out.println(cls2);
        System.out.println(cls3);
        System.out.println(cls4);
        System.out.println(cls5);
        System.out.println(cls6);
        System.out.println(cls7);
        System.out.println(cls8);
        System.out.println(cls9);
    }
}

執行結果:

725,反射暴破建立例項

程式碼:

package com.hspedu.reflection;

import java.lang.reflect.Constructor;
import java.lang.reflect.InvocationTargetException;

public class ReflecCreateInstance {
    public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException, InstantiationException, IllegalAccessException, InvocationTargetException, NoSuchMethodException {
        //1. 先獲取到 User 類的 Class 物件
        Class<?> userClass = Class.forName("com.hspedu.reflection.User");

        //2. 透過 public 的無參構造器建立例項
        Object o = userClass.newInstance();
        System.out.println(o);

        //3. 透過 public 的有參構造器建立例項
        //3.1 先得到對應構造器
        Constructor<?> constructor = userClass.getConstructor(String.class);
        //3.2 建立例項, 並傳入實參
        Object hsp = constructor.newInstance("hsp");
        System.out.println("hsp=" + hsp);

        //4. 透過非 public 的有參構造器建立例項
        //4.1 得到 private 的構造器物件
        Constructor<?> constructor1 = userClass.getDeclaredConstructor(int.class, String.class);
        //4.2 建立例項
        //暴破【暴力破解】 , 使用反射可以訪問 private 構造器/方法/屬性, 反射面前, 都是紙老虎
        constructor1.setAccessible(true);
        Object user2 = constructor1.newInstance(100, "張三丰");
        System.out.println("user2=" + user2);
    }
}
class User { //User 類
    private int age = 10;
    private String name = "韓順平教育";

    public User() {//無參 public

    }

    public User(String name) {//public 的有參構造器
        this.name = name;
    }

    private User(int age, String name) {//private 有參構造器
        this.age = age;
        this.name = name;
    }
    @Override
    public String toString() {
        return "User{" +
                "age=" + age +
                ", name='" + name + '\'' +
                '}';
    }
}

執行結果:

726,反射暴破操作屬性

程式碼:

package com.hspedu.reflection;

import java.lang.reflect.Field;

public class ReflectAccessProperty {
    public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException, InstantiationException, IllegalAccessException, NoSuchFieldException {
        //1. 得到 Student 類對應的 Class 物件
        Class<?> stuClass = Class.forName("com.hspedu.reflection.Student");

        //2. 建立物件
        Object o = stuClass.newInstance();
        //o 的執行型別就是 Student
        System.out.println(o.getClass());

        //3. 使用反射得到 age 屬性物件
        Field age = stuClass.getField("age");
        //透過反射來操作屬性
        age.set(o, 88);
        System.out.println(o);
        //返回 age 屬性的值
        System.out.println(age.get(o));

        //4. 使用反射操作 name 屬性
        Field name = stuClass.getDeclaredField("name");
        //對 name 進行暴破, 可以操作 private 屬性
        name.setAccessible(true);
        //因為 name 是 static 屬性, 因此 o 也可以寫出 null,  name.set(o, "老韓");
        name.set(null, "老韓");
        System.out.println(o);
        System.out.println(name.get(o)); //獲取屬性值
        System.out.println(name.get(null));//獲取屬性值, 要求 name 是 static
    }
}
class Student {//
    public int age;
    private static String name;

    public Student() {//構造器
    }

    public String toString() {
        return "Student [age=" + age + ", name=" + name + "]";
    }
}

執行結果:

727,反射暴破操作方法

程式碼:

package com.hspedu.reflection;

import java.lang.reflect.InvocationTargetException;
import java.lang.reflect.Method;

public class ReflecAccessMethod {
    public static void main(String[] args) throws NoSuchMethodException, InstantiationException, IllegalAccessException, ClassNotFoundException, InvocationTargetException {
        //1. 得到 Boss 類對應的 Class 物件
        Class<?> bossCls = Class.forName("com.hspedu.reflection.Boss");

        //2. 建立物件
        Object o = bossCls.newInstance();

        //3. 呼叫 public 的 hi 方法
        //Method hi = bossCls.getMethod("hi", String.class);//OK
        //3.1 得到 hi 方法物件
        Method hi = bossCls.getDeclaredMethod("hi", String.class);
        //3.2 呼叫
        hi.invoke(o, "韓順平教育");

        //4. 呼叫 private static 方法
        //4.1 得到 say 方法物件
        Method say = bossCls.getDeclaredMethod("say", int.class, String.class, char.class);
        //4.2 因為 say 方法是 private, 所以需要暴破, 原理和前面講的構造器和屬性一樣
        say.setAccessible(true);
        System.out.println(say.invoke(o, 100, "張三", '男'));
        //4.3 因為 say 方法是 static 的, 還可以這樣呼叫 , 可以傳入 null
        System.out.println(say.invoke(null, 200, "李四", '女'));

        //5. 在反射中, 如果方法有返回值, 統一返回 Object , 但是他執行型別和方法定義的返回型別一致
        Object reVal = say.invoke(null, 300, "王五", '男');
        System.out.println("reVal 的執行型別=" + reVal.getClass());//String

        //在演示一個返回的案例
        Method m1 = bossCls.getDeclaredMethod("m1");
        Object reVal2 = m1.invoke(o);
        System.out.println("reVal2 的執行型別=" + reVal2.getClass());//Monster
    }
}
class Monster {}
class Boss {//
    public int age;
    private static String name;

    public Boss() {//構造器
    }

    public Monster m1() {
        return new Monster();
    }

    private static String say(int n, String s, char c) {//靜態方法
        return n + " " + s + " " + c;
    }

    public void hi(String s) {//普通 public 方法
        System.out.println("hi " + s);
    }
}

執行結果:

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