反射机制详解
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目录
- 前言
- 什么是反射
- 反射的场景
- 1. 动态对象创建
- 示例代码:
- 2. 动态方法调用
- 示例代码:
- 3. 访问和修改私有字段
- 示例代码:
- 4. 框架和库的实现
- Spring 示例:
- 5. 动态代理
- 示例代码:
- 反射的基础
- 认识Class类
- 认识类加载
- 类加载机制
- 类的加载流程
- 学会使用反射
- 获取Class对象的几种方式
- 1. 通过类名(静态方式)
- 2. 通过对象的 `getClass()` 方法(动态方式)
- 3. 通过 `Class.forName()` 方法(动态加载)
- 4. 通过类加载器(ClassLoader)
- 说明:
- API基本使用
- 反射的基本原理
前言
大家好,我是Leo哥🫣🫣🫣,今天一起来回顾一下反射机制。
什么是反射
反射(Reflection) 是编程语言中的一种能力,它允许程序在运行时动态地检查和操作程序元素,比如类、方法、字段等。通俗地说,反射就是程序能够在运行时查看自己并做出相应调整的能力。
如果了解过框架底册的话,那么对反射一定不陌生。
反射之所以被称为框架的灵魂,主要是因为它赋予了我们在运行时分析类以及执行类中方法的能力。
假设你有一辆汽车,通常你需要知道汽车的型号、颜色等信息来驾驶它。但如果汽车具备 反射 能力,它自己就能告诉你它的型号、颜色,甚至你可以通过特定的方法直接改变它的某些属性。编程中的反射就是这样一种机制,让程序能够动态地查看和修改自身。
反射的场景
平时大部分时候都是在写业务代码,很少会接触到直接使用反射机制的场景。
但是,这并不代表反射没有用。相反,正是因为反射,你才能这么轻松地使用各种框架。像 Spring、Spring Boot、MyBatis 等等框架中都大量使用了反射机制。
其实反射有许多具体的应用场景的。
反射是一种强大的工具,它允许程序在运行时检查和操作类的结构,包括类的属性、方法和构造函数。反射有许多具体的应用场景,以下是一些常见的应用场景和示例:
1. 动态对象创建
反射可以根据类名在运行时创建对象实例。这对于工厂模式或需要根据配置文件创建实例的场景非常有用。
示例代码:
Class<?> clazz = Class.forName("com.example.MyClass");
Object instance = clazz.getDeclaredConstructor().newInstance();
2. 动态方法调用
反射允许在运行时调用对象的方法,这在需要根据配置或用户输入决定调用哪个方法时特别有用。
示例代码:
Method method = clazz.getMethod("myMethod", String.class);
method.invoke(instance, "Hello");
3. 访问和修改私有字段
反射可以绕过访问控制机制访问和修改私有字段。这对于调试、框架开发和需要操作内部状态的场景非常有用。
示例代码:
Field field = clazz.getDeclaredField("privateField");
field.setAccessible(true);
field.set(instance, "newValue");
4. 框架和库的实现
许多流行的框架和库(如 Spring、Hibernate)使用反射来实现依赖注入、对象关系映射和自动化测试等功能。
Spring 示例:
Spring 使用反射来自动注入依赖项,例如:
@Autowired
private MyService myService;
Spring 在运行时使用反射来查找和注入 MyService
的实例。
5. 动态代理
Java 动态代理机制基于反射,允许在运行时创建接口的代理实例。动态代理常用于 AOP(面向切面编程)和拦截器模式。
示例代码:
InvocationHandler handler = new MyInvocationHandler(targetObject);
MyInterface proxy = (MyInterface) Proxy.newProxyInstance(targetObject.getClass().getClassLoader(),targetObject.getClass().getInterfaces(),handler
);
其实注解中也大量使用到了反射机制,例如,我们比较熟悉的Spring框架,我们通过使用一个@Component
注解就声明了一个类为 Spring Bean 呢?为什么你通过一个 @Value
注解就读取到配置文件中的值呢?
这些都是因为反射机制,获取到类/属性/方法/方法的参数上的注解。你获取到注解之后就可以做进一步处理了。
反射的基础
简单来说,反射就是为把Java类中的各种成分映射成一个个的Java对象。
例如:一个类有:成员变量、方法、构造方法、包等等信息,利用反射技术可以对一个类进行解剖,把个个组成部分映射成一个个对象。
这里我们首先需要理解 Class类,以及类的加载机制。 然后基于此我们如何通过反射获取Class类以及类中的成员变量、方法、构造方法等。
认识Class类
在 Java 反射中,Class
类是核心部分。它表示正在运行的 Java 应用程序中的类或接口。每个类或接口都有一个与之对应的 Class
对象。当 JVM 加载某个类时,它会创建一个 Class
对象来表示这个类。
Class类,Class类也是一个实实在在的类,存在于JDK的java.lang包中。Class类的实例表示java应用运行时的类(class ans enum)或接口(interface and annotation)(每个Java类运行时都在JVM里表现为一个class对象,可通过类名.class、类型.getClass()、Class.forName(“类名”)等方法获取Class对象)。
通过Class的源码,我们可以得出以下结论:
- Class类也是类的一种,与class关键字是不一样的。
Class<T>
类实现了多个接口,包括Serializable
、GenericDeclaration
、Type
和AnnotatedElement
,并且不能被继承(使用了final
关键字)。- 定义了三个私有静态常量
ANNOTATION
、ENUM
和SYNTHETIC
,分别用于标识注解、枚举和合成类。 - Class类有一个私有构造函数,只有JVM能够调用,用于初始化
Class
对象,防止默认构造函数的生成。 - 私有构造函数通过参数
ClassLoader
初始化classLoader
字段,确保其非空以避免JIT优化问题。
认识类加载
类加载机制
Java类的加载过程包括加载、验证、准备、解析、初始化、使用和卸载七个步骤。加载阶段将类字节码加载到内存中,验证阶段确保类的字节码符合规范,准备阶段为静态变量分配内存,解析阶段将符号引用转换为直接引用,初始化阶段执行类的初始化代码,使用阶段允许类实例化和使用,最后在卸载阶段回收类的内存。
类的加载流程
首先就是编译过程。Java源代码文件(如Person.java
和Car.java
)被编译成字节码文件(如Person.class
和Car.class
)。
然后就是进入了类加载,类加载器(Class Loader) 负责加载字节码文件。字节码文件可以来自本地文件系统、网络等不同来源。
在方法区中,类加载器将加载的类字节码文件存储到方法区中,并为每个类创建一个对应的数据结构(如Person类数据结构
和Car类数据结构
)。
在堆区中,JVM在堆区中为每个类创建一个唯一的Class
对象(如Person Class对象
和Car Class对象
),用于表示该类的元数据。
最后,当程序创建类的实例时(如Person
类的实例P1
、P2
等,和Car
类的实例C1
、C2
等),这些实例对象在堆区中被分配内存。每个实例对象通过其Class
对象获取类的元数据,从而实现反射机制,即可以获取类的内部信息(如方法、属性、构造函数等)以及反向控制实例对象的能力。
通过下面这张图你能更清晰的了解到类加载机制。
学会使用反射
获取Class对象的几种方式
要通过反射获取具体的信息,那么首先需要获取到Class对象。Class 类对象将一个类的方法、变量等信息告诉运行的程序。
1. 通过类名(静态方式)
这是获取 Class
对象最常用和最简单的一种方式,适用于在编译时已知类的情况下。
public class MyClass {// 类的定义
}public class Main {public static void main(String[] args) {Class<?> clazz = MyClass.class;System.out.println("Class name: " + clazz.getName());}
}
- 使用
MyClass.class
可以直接获取MyClass
的Class
对象。 - 这种方式在编译时检查类的存在和合法性,如果类不存在或拼写错误,编译时就会报错。
2. 通过对象的 getClass()
方法(动态方式)
当你已经有一个类的实例对象时,可以通过该对象的 getClass()
方法获取其 Class
对象。
public class MyClass {// 类的定义
}public class Main {public static void main(String[] args) {MyClass obj = new MyClass();Class<?> clazz = obj.getClass();System.out.println("Class name: " + clazz.getName());}
}
- 使用实例对象的
getClass()
方法可以获取该对象的Class
对象。 - 这种方式适用于在运行时已经有类实例的情况下。
3. 通过 Class.forName()
方法(动态加载)
这种方式适用于需要在运行时根据类名字符串动态加载类的场景。
public class Main {public static void main(String[] args) {try {Class<?> clazz = Class.forName("com.example.MyClass");System.out.println("Class name: " + clazz.getName());} catch (ClassNotFoundException e) {e.printStackTrace();}}
}
- 使用
Class.forName("com.example.MyClass")
可以动态加载MyClass
类。 - 这种方式适用于在运行时需要根据类名字符串加载类的场景,例如配置文件中指定类名。
4. 通过类加载器(ClassLoader)
这种方式用于需要自定义类加载器的场景,例如在开发插件系统或模块化系统时。
public class Main {public static void main(String[] args) {try {ClassLoader classLoader = Main.class.getClassLoader();Class<?> clazz = classLoader.loadClass("com.example.MyClass");System.out.println("Class name: " + clazz.getName());} catch (ClassNotFoundException e) {e.printStackTrace();}}
}
说明:
- 使用类加载器的
loadClass()
方法可以加载指定类。 - 这种方式适用于需要自定义类加载逻辑的场景。
API基本使用
import java.lang.reflect.Constructor;
import java.lang.reflect.Field;
import java.lang.reflect.Method;
import java.lang.reflect.Modifier;public class ReflectionExample {public static void main(String[] args) {try {// 获取类的 Class 对象Class<?> clazz = Class.forName("com.example.MyClass");// 获取类名System.out.println("Class Name: " + clazz.getName());// 获取修饰符int modifiers = clazz.getModifiers();System.out.println("Is Public: " + Modifier.isPublic(modifiers));System.out.println("Is Abstract: " + Modifier.isAbstract(modifiers));// 获取父类Class<?> superClass = clazz.getSuperclass();System.out.println("Superclass: " + superClass.getName());// 获取实现的接口Class<?>[] interfaces = clazz.getInterfaces();System.out.println("Interfaces:");for (Class<?> iface : interfaces) {System.out.println(iface.getName());}// 获取字段Field[] fields = clazz.getDeclaredFields();System.out.println("Fields:");for (Field field : fields) {System.out.println(field.getName() + " - " + field.getType().getName());}// 获取方法Method[] methods = clazz.getDeclaredMethods();System.out.println("Methods:");for (Method method : methods) {System.out.println(method.getName() + " - " + method.getReturnType().getName());}// 获取构造函数Constructor<?>[] constructors = clazz.getDeclaredConstructors();System.out.println("Constructors:");for (Constructor<?> constructor : constructors) {System.out.println(constructor.getName());}// 创建实例Constructor<?> constructor = clazz.getConstructor();Object instance = constructor.newInstance();System.out.println("Instance: " + instance);// 调用方法Method method = clazz.getMethod("methodName", String.class);method.invoke(instance, "Hello");// 访问和修改字段Field field = clazz.getDeclaredField("fieldName");field.setAccessible(true);field.set(instance, "newValue");System.out.println("Field Value: " + field.get(instance));} catch (Exception e) {e.printStackTrace();}}
}
反射的基本原理
首先我们编写的 Java 源文件(.java)被保存在磁盘上。然后,这些源文件通过 Java 编译器(javac)编译生成字节码文件(.class)。在编译过程中,编译器会检查源文件中的语法错误,如果存在语法错误,将无法生成字节码文件。接着,JVM 将这些字节码文件加载到内存中。
Java 是面向对象的编程语言,所有事物都可以被看作对象。当字节码文件被加载到内存中时,JVM 会将其表示为一个 Class 对象。这个 Class 对象包含了与类有关的所有信息。
一旦获得了 Class 对象,就可以通过反射机制操作类中的所有内容。Java 将类的成员变量、构造器、成员方法都看作对象,并将其封装到相应的类中。通过 Class 对象,可以调用相应的方法获取类的成员变量对象、构造器对象、成员方法对象。然后,通过这些对象调用方法,就相当于该类在操作自身的属性、构造器和成员方法。这就是反射的基本原理。
每个类在编译后都会生成一个同名的 .class 文件,该文件保存着 Class 对象的内容。类加载实际上是 Class 对象的加载,类在第一次使用时才动态加载到 JVM 中。也可以使用 Class.forName("com.mysql.jdbc.Driver")
这种方式来控制类的加载,该方法会返回一个 Class 对象。反射提供了运行时获取类信息的能力,允许在运行时加载类,即使在编译时期该类的 .class 文件不存在,也可以在运行时加载并使用反射机制操作。
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5.什么是C语言
什么是 C 语言? C语言是一种用于和计算机交流的高级语言, 它既具有高级语言的特点,又具有汇编语言的特点 非常接近自然语言程序的执行效率非常高 C语言是所有编程语言中的经典,很多高级语言都是从C语言中衍生出来的, 例如:C、C#、Object-C、…...
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DINO-DETR
DINO-DETR DETR收敛慢的问题1. Contrastive DeNoising Training(对比方法降噪训练)2. Mixed Query Selection(混合查询选择方法对锚点进行初始化)3. Look Forward Twice(两次前向方法)==DINO模型的传播过程,以及部分模块的改进==DETR收敛慢的问题 PnP-DETR(ICCV 2021) 改进了…...
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Representation RL:HarmonyDream: Task Harmonization Inside World Models
ICML2024 paper code Intro 基于状态表征的model-based强化学习方法一般需要学习状态转移模型以及奖励模型。现有方法都是将二者联合训练但普遍缺乏对如何平衡二者之间的比重进行研究。本文提出的HarmonyDream便是通过自动调整损失系数来维持任务间的和谐,即在世界…...
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Centos7系统下Docker的安装与配置
文章目录 前言下载Docker安装yum库安装Docker启动和校验配置Docker镜像加速卸载Docker 前言 此博客的内容的为自己的学习笔记,如果需要更具体的内容,可查看Docker官网文档内容 注意:以下命令在root管理员用户下运行,如果在普通用…...
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无人机校企合作
有没有想过,无人机和校企合作能碰撞出怎样的火花?🔥今天就来给大家揭秘一下这个神秘组合! 无人机,作为现代科技的代表,已经渗透到我们生活的方方面面。而校企合作,更是推动科技创新、培养人才的…...
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八爪鱼现金流-028,个人网站访问数据统计分析,解决方案
个人网站访问数据统计分析,解决方案 调研 结论:使用百度统计 步骤 1.注册百度统计 2.获取安装代码 3.在项目中,页面代码添加如下片段 <script>var _hmt _hmt || [];(function() {var hm document.createElement("script&…...
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大厂面试官问我:布隆过滤器有不能扩容和删除的缺陷,有没有可以替代的数据结构呢?【后端八股文二:布隆过滤器八股文合集】
往期内容: 面试官问我:Redis处理点赞,如果瞬时涌入大量用户点赞(千万级),应当如何进行处理?【后端八股文(1)】-CSDN博客 本文为【布隆过滤器八股文合集】初版,…...
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PHP米表域名出售管理源码带后台
源码介绍 html5米表源码PHP域名销售程序安装方法: 本站已测试,各项功能正常,功能易用,不复杂,非常适合个人米表使用 1、所有文件传至网站目录 2、浏览器执行http://你的访问网址/install 3、输入mysql帐号及密码信息,提交安装 源码截图 源码下载 …...
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【开发12年码农教你】Android端简单易用的SPI框架-——-SPA
Service(priority 1) public class APrinterService implements IPrinterService { Override public void print() { System.out.println(“this is a printer service.”); } } 复制代码 B模块 —— BPrinterService Service(path“b_printer”, priority 2) public class…...
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以太坊==MetaMask获取测试币最新网址
估算分数https://community.infura.io/t/unable-to-receive-sepolia-eth-from-faucet/7715 Gitcoin Passport 水龙头地址,填入自己的测试地址 水龙头项目地址 GitHub - pk910/PoWFaucet: Modularized faucet for EVM chains with different protection methods (…...
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军用FPGA软件 Verilog语言的编码准测之触发器、锁存器
军用FPGA软件 Verilog语言的编码准测之触发器、锁存器 语言 :Verilg HDL EDA工具:ISE、Vivado、Quartus II 军用FPGA软件 Verilog语言的编码准测之触发器、锁存器一、引言二、基本编程规范之触发器强制准则1---禁止在同一个 always 语句中混合使用有复位…...
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智能汽车 UI 风格独具魅力
智能汽车 UI 风格独具魅力...
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vscode中快捷生成自定义vue3模板
需求描述 新建 vue 文件后,需要先写出 vue3 的基础架构代码,手动输入效率低下! 期待:输入 v3 按 Tab 即刻生成自定义的vue3模板(如下图) 实现流程 vscode 的设置中,选择 用户代码片段 输入 vue…...
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使用Charles实现Android抓包,附带Charles破解教程
1.下载Charles 网址:下载Charles 安装完成后的界面: 2.配置http抓包 点击该选项 可以看到代理的 ip 和端口号 然后在手机的wifi中配置代理(手机和电脑要在同一局域网),代理选择手动,并填入ip和端…...
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通俗易懂的ChatGPT的工作原理简介
ChatGPT的工作原理基于深度学习和自然语言处理技术。以下是其基本工作流程的简要描述: 输入接收与预处理: ChatGPT接收用户输入的文本。首先进行文本预处理,包括去除特殊字符、分词等操作,以便进行后续处理。 表示学习与编码&…...
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Nginx系列(一)---Ubuntu快速使用
一、ubuntu上安装nginx sudo apt update sudo apt install nginx sudo systemctl status nginx sudo ufw allow Nginx Full sudo ufw statussudo ufw allow 2283/tcp sudo ufw reload 二、配置文件地址 sudo vi /etc/nginx/nginx.conf 添加自定义的配置 include /etc/nginx…...
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【HICE】web服务器搭建4
自定义多个ip地址访问 1.下载httpd协议:dnf install httpd -y 2.编辑vhost.conf cd /etc/httpd cd /conf.d <directory /www> allowoverride none require all granted </directory> <virtualhost 192.168.244.130:80> documentroot /www s…...
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python - 列表 / 元组 / 字符串
一.列表 由于pyhon的变量没有数据类型,所以python是没有数组的(因为数组只能存放一种类型,要么全部存放整型,要么全部存放浮点型),只有列表list,所以整数,浮点数,字符串…...
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那么大的一个车卖24.9万?一起来看24款大众途昂
记得大众途昂刚上市的时候,所有看到这台车的人都会由衷感叹——“这车可真大”,那时的途昂还算是大众旗下偏高端的SUV,售价还要30多万起步。而如今,途昂还是那么大,但地位已不比当年,而且起售价格已经来到了24.9万。随着近年来汽车价格战的愈演愈烈,相比前几年,我们手持…...
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充电更快!外观更帅!新款起亚EV6亮相!
谈起起亚EV6这一款车,相信国内的网友还是有些陌生,毕竟这是一款23年才在国内亮相的车型,但早在2021年,这一款车型就已经亮相了。在2024年5月,起亚推出了新款EV6。新车在各方面都有着大变化,一起来看看!新款EV6的升级部分主要体现在细节上,例如在前脸部分,新的大灯组造…...
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华为举办鸿蒙生态春季沟通会,多款产品焕新亮相
2024年4月11日,华为举办鸿蒙生态春季沟通会,带来鸿蒙智行首款智慧轿车智界S7、全新华为MateBook X Pro领衔的多项新产品、新技术,并公布鸿蒙智行生态最新成绩,展示进一步完善的华为万物互联全场景生态。鸿蒙智行,全面引领智能汽车变革全场景智慧旗舰SUV问界M9上市短短三个…...
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JRT性能演示
演示视频 君生我未生,我生君已老,这里是java信创频道JRT,真信创-不糊弄。 基础架构决定上层建筑,和给有些品种的植物种植一样,品种不对,施肥浇水再多,也是不可能长成参天大树的。JRT吸收了各方…...
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7. 核心功能(Core Features)
7. 核心功能(Core Features) 本章节深入介绍 Spring Boot 的详细信息。在这里,你可以了解想要使用的和自定义的主要功能。如果您还没有阅读 “Getting Started” 和 “Developing with Spring Boot” 这两节内容,不放先去阅读这两…...
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自定义注解+AOP切面实现日志记录
自定义注解: Target(ElementType.METHOD)// 作用在方法上 Retention(RetentionPolicy.RUNTIME) Documented Inherited // 子类可以继承此注解 public interface OperationLog { } aop切面: Slf4j Aspect Component public class OperationAspect {Au…...