23章——反射

反射的引入

有这样的需求，在不改变源码的情况下，通过修改配置文件来扩展功能（设计模式中的OCP原则，也叫开闭原则）。

反射机制介绍（Reflection）

1. 反射机制允许程序在执行期借助于 Reflection API 取得任何类的内部信息(比如成员变量，构造器，成员方法等等)，并能操作对象的属性及方法。反射在设计模式和框架底层都会用到。
2. 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。

反射的原理图

反射机制的作用

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

这些类在java.lang.reflect中：

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

反射及其相关类的使用

反射优点和缺点

反射调用优化——关闭访问检查

1. Method和Field、Constructor对象都有setAccessible0方法。
2. setAccessible作用是启动和禁用访问安全检查的开关。
3. 参数值为true表示反射的对象在使用时取消访问检查，提高反射的效率。参数值为false则表示反射的对象执行访问检查。

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Class类介绍

1. Class也是类，因此也继承Object类[类图]
2. Class类对象不是new出来的，而是系统创建的 [演示]
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 [演示]
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对象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
7. 类的字节码二进制数据，是放在方法区的，有的地方称为类的元数据(包括 方法代码变量名，方法名，访问权限等等) https://www.zhihu.com/question/

Class常用方法

如何获取Class类对象

1. 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. 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. 前提: 已知某个类的实例，调用该实例的getClass0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. 通过类加载器，首先 ClassLoader cl = 对象.getClass().getClassLoader0;其次 Class clazz4 = cl.loadClass( “类的全类名”);
5. 基本数据(int, char,boolean,float,double,byte,long,short) 按如下方式得到Class类
   对象。Class cls = 基本数据类型.class
6. 基本数据类型对应的包装类，可以通过 .TYPE 得到Class类对象。Class cls = 包装类TYPE

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有Class对象的数据类型

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

反射机制是java实现动态语言的关键，也就是通过反射实现类动态加载。

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

类加载的时机：

1. 当创建对象时 (new) //静态加载
2. 当子类被加载时，父类也加载 //静态加载
3. 调用类中的静态成员时//静态加载
4. 通过反射 //动态加载

类加载过程概述

类加载中的加载阶段

JVM 在该阶段的主要目的是将字节码从不同的数据源(可能是 class 文件、也可能是jar 包，甚至网络)转化为二进制字节流加载到内存中，并生成一个代表该类的java.lang.Class 对象。

类加载中连接阶段——验证

1. 目的是为了确保 Class 文件的字节流中包含的信息符合当前虚拟机的要求，并且不会危害虚拟机自身的安全。
2. 包括:文件格式验证(是否以魔数 oxcafebabe开头（ox代表十六进制）)、元数据验证、字节码验证和符号引用验证[举例说明]
3. 可以考虑使用 -Xverify:none 参数来关闭大部分的类验证措施，缩短虚拟机类加载的时间。

类加载中连接阶段——准备

JVM 会在该阶段对静态变量，分配内存并默认初始化 对应数据类型的默认初始值，如 0、0L、null、false 等)。这些变量所使用的内存都将在方法区中进行分配。

类加载中连接阶段——解析

虚拟机将常量池内的符号引用替换为直接引用的过程。

类加载中初始化阶段

1. 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0 方法的过程。
2. ()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。[举例说明ClassLoad03.java]
3. 虚拟机会保证一个类的 0 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 0 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 [debug源码]

获取类的结构信息

通过反射创建对象

1. 方式一:调用类中的public修饰的无参构造器
2. 方式二:调用类中的指定构造器
3. Class类相关方法——newlnstance : 调用类中的无参构造器，获取对应类的对象；getConstructor(Class…clazz):根据参数列表，获取对应的public构造器对象；getDecalaredConstructor(Class…clazz):根据参数列表，获取对应的所有构造器对象
4. Constructor类相关方法——setAccessible:暴破；newlnstance(Object…obj):调用构造器

通过反射访问类中的成员

1. 根据属性名获取Field对象 Field f = class对象.getDeclaredField(属性名)
2. 暴破 : f.setAccessible(true); //f 是Field
3. 访问f.set(o,值);sout(f.get(o));
4. 如果是静态属性，则set和get中的参数o，可以写成null
5. 根据方法名和参数列表获取Method方法对象 : Method m =clazz.getDeclaredMethod(方法名，XX.class);
6. 获取对象 : Object o=clazz.newlnstance0;
7. 暴破 : m.setAccessible(true);
8. 访问 : Object returnValue = m.invoke(o,实参列表)
9. 注意: 韩顺平java基础加强视频 如果是静态方法，则invoke的参数o，可以写成null!

23章作业

作业1

作业2