反射是Java语言中的一个关键特性，它允许程序在运行时访问类、接口、字段和方法的信息，并且可以动态地调用方法或改变字段值。

以下是关于Java反射的一些主要方面：

1. 类加载器（Class Loader）：

   • Java反射开始于获取类的Class对象。这个对象可以通过多种方式获得，如通过类名直接获取（Class.forName("className")），通过对象实例（object.getClass()），或者已知的类直接调用 .class 方法。

2. 获取信息：

   • 一旦有了Class对象，你可以获取该类的各种信息，比如类名、父类、接口、构造函数、字段（Field）、方法和注解等。

3. 动态操作：

   • 使用反射API可以动态地创建类的实例、调用方法以及访问和修改字段值。
   • 例如，可以使用Class对象的newInstance()方法来创建一个类的实例，或者通过Method对象的invoke()方法来调用一个特定的方法。

4. 性能：

   • 反射通常比直接的Java代码要慢，因为它涉及到动态解析类型，而不是静态编译时的类型检查。因此，在性能敏感的应用中，过度使用反射可能会影响性能。

5. 安全性：

   • 反射可能违反Java的访问控制机制，因为它可以访问私有成员。因此，在使用反射时需要谨慎，避免破坏封装性和潜在的安全风险。

6. 应用场景：

   • 框架开发：很多现代Java框架，如Spring和Hibernate，广泛使用反射来实现灵活的依赖注入和持久化。
   • 自动化测试：反射允许测试框架动态调用私有方法或设置私有字段的值，以进行单元测试。
   • 动态加载插件或扩展：可以在运行时加载未知的类或接口，并执行相应的功能。

7. 限制：

   • 某些Java环境可能对反射API的使用施加限制，特别是在安全性和模块化方面。

反射是一个非常强大但也需要谨慎使用的工具，它可以提供极大的灵活性和动态性，但也可能导致代码难以理解和维护，以及潜在的性能和安全问题。

反射的概述

通俗理解：

• 利用反射创建的对象可以无视修饰符调用类里面的内容

• 可以跟配置文件结合起来使用，把要创建的对象信息和方法写在配置文件中。

  读取到什么类，就创建什么类的对象

  读取到什么方法，就调用什么方法

  此时当需求变更的时候不需要修改代码，只要修改配置文件即可。

获取Java类的字节码文件对象有三种常见方式：

1. 通过对象实例：如果有一个对象实例，可以直接调用该对象的getClass()方法来获取对应的Class对象。这种方式是在有对象实例的情况下最直接的方法。

对象.getClass

1. 使用类名：可以直接使用类名后跟.class来获取Class对象。例如，String.class会返回String类的Class对象。这种方式适用于已知类名且不需要创建对象实例的情况。

类名.class

1. 通过Class类的forName方法：可以使用Class类的静态方法forName(String className)来获取Class对象。这个方法接受一个完全限定类名（包括包名）作为参数，并返回对应的Class对象。这种方式在动态加载类时非常有用，尤其是在类的全名已知但在编译时不确定类是否存在的场景下。

Class.forName("全类名")

public class test5 {
    public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException {
        //最常用
        Class<?> clazz1 = Class.forName("com.itheima.test5.Student");
        System.out.println(clazz1);//class com.itheima.test5.Student
        
        //参数传递
        Class clazz2 = Student.class;
        System.out.println(clazz2);//class com.itheima.test5.Student
        System.out.println(clazz1 == clazz2);//true
        
        //有对象使用
        Student s = new Student();
        Class clazz3 = s.getClass();

        System.out.println(clazz1 == clazz2);//true
        System.out.println(clazz2 == clazz3);//true
        
    }
}

字节码文件和字节码文件对象

java文件：就是我们自己编写的java代码。

字节码文件：就是通过java文件编译之后的class文件（是在硬盘上真实存在的，用眼睛能看到的）

字节码文件对象：当class文件加载到内存之后，虚拟机自动创建出来的对象。

这个对象里面至少包含了：构造方法，成员变量，成员方法。

而我们的反射获取的是什么？字节码文件对象，这个对象在内存中是唯一的。

获取构造方法

获取构造方法

规则：

get表示获取

Declared表示私有

最后的s表示所有，复数形式

如果当前获取到的是私有的，必须要临时修改访问权限，否则无法使用

方法名	说明
Constructor<?>[] getConstructors()	获得所有的构造（只能public修饰）
Constructor<?>[] getDeclaredConstructors()	获得所有的构造（包含private修饰）
Constructor<T> getConstructor(Class<?>... parameterTypes)	获取指定构造（只能public修饰）
Constructor<T> getDeclaredConstructor(Class<?>... parameterTypes)	获取指定构造（包含private修饰）

public class ReflectDemo {
    public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException, NoSuchMethodException, InvocationTargetException, InstantiationException, IllegalAccessException {
        //1.获得整体（class字节码文件对象）
        Class clazz = Class.forName("com.itheima.test6.Student");

        //2.获取构造方法对象

        //获取所有构造方法（public）
        Constructor[] constructors1 = clazz.getConstructors();
        for (Constructor constructor : constructors1) {
            System.out.println(constructor);
        }
        //public com.itheima.test6.Student()
        //public com.itheima.test6.Student(java.lang.String,int)

        System.out.println("=======================");

        //获取所有构造（带私有的）
        Constructor[] constructors2 = clazz.getDeclaredConstructors();

        for (Constructor constructor : constructors2) {
            System.out.println(constructor);
        }
//public com.itheima.test6.Student(java.lang.String)
//public com.itheima.test6.Student()
//protected com.itheima.test6.Student( int)
//private com.itheima.test6.Student(java.lang.String, int)

        System.out.println("=======================");

        //获取指定的空参构造
        Constructor con1 = clazz.getConstructor();
        System.out.println(con1);
        // public com.itheima.test6.Student()

        Constructor con2 = clazz.getConstructor(String.class);
        System.out.println(con2);
        //public com.itheima.test6.Student(java.lang.String)


        System.out.println("=======================");
        //获取指定的构造(所有构造都可以获取到，包括public包括private)
        Constructor con3 = clazz.getDeclaredConstructor();
        System.out.println(con3);
        //public com.itheima.test6.Student()
        //了解 System.out.println(con3 == con1);
        //每一次获取构造方法对象的时候，都会新new一个。

        Constructor con4 = clazz.getDeclaredConstructor(String.class);
        System.out.println(con4);
        //public com.itheima.test6.Student(java.lang.String)

        System.out.println("================");
        //表示临时取消权限校验
        //Constructor con3 = clazz.getDeclaredConstructor(String.class,int.class);
        con3.setAccessible(true);
        Student stu = (Student) con3.newInstance("张三", 23);
        System.out.println(stu.getName() + stu.getAge());
        //张三23


    }
}

获取成员变量

规则：

get表示获取

Declared表示私有

最后的s表示所有，复数形式

如果当前获取到的是私有的，必须要临时修改访问权限，否则无法使用

方法名：代码示例：

方法名	说明
Field[] getFields()	返回所有成员变量对象的数组（只能拿public的）
Field[] getDeclaredFields()	返回所有成员变量对象的数组，存在就能拿到
Field getField(String name)	返回单个成员变量对象（只能拿public的）
Field getDeclaredField(String name)	返回单个成员变量对象，存在就能拿到

代码示例：

public class MyReflectDemo {
    public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException, NoSuchFieldException, IllegalAccessException {
        //获取成员变量对象

        //1.获取class对象
        Class clazz = Class.forName("com.itheima.test7.Student");


        //2.获取成员变量的对象（Field对象)只能获取public修饰的
        Field[] fields1 = clazz.getFields();
        for (Field field : fields1) {
            System.out.println(field);
        }

        System.out.println("===============================");

        //获取成员变量的对象（public + private）
        Field[] fields2 = clazz.getDeclaredFields();
        for (Field field : fields2) {
            System.out.println(field);
        }
        //如果获取的属性是不存在的，

        System.out.println("===============================");
        //获得单个成员变量对象那么会报异常
        //Field field3 = clazz.getField("aaa");
        //System.out.println(field3);//NoSuchFieldException
        Field name = clazz.getDeclaredField("name");
        System.out.println(name);

        //获取权限修饰符
        int modifiers = name.getModifiers();
        System.out.println(modifiers);//2

        System.out.println("===============================");

        //获取成员变量的名字
        String n = name.getName();
        System.out.println(n);

        System.out.println("===============================");

        //获取成员变量的数据类型
        Class<?> type = name.getType();
        System.out.println(type);

        //获取成员变量的值
        Student s = new Student("Zhangsan", 23, "男");
        name.setAccessible(true);
        String value = (String) name.get(s);
        System.out.println(value);
        //Zhangsan

        //修改对象里面里面记录的值
        name.set(s, "lisi");

        System.out.println(s.getName());
        //lisi


    }
}

public class Student {
    private String name;

    private int age;

    public String gender;

    public Student() {
    }

    public Student(String name, int age, String gender) {
        this.name = name;
        this.age = age;
        this.gender = gender;
    }

    public String getName() {
        return name;
    }

    public void setName(String name) {
        this.name = name;
    }

    public int getAge() {
        return age;
    }

    public void setAge(int age) {
        this.age = age;
    }

    public String getGender() {
        return gender;
    }

    public void setGender(String gender) {
        this.gender = gender;
    }
}

获取成员方法

规则：

get表示获取

Declared表示私有

最后的s表示所有，复数形式

如果当前获取到的是私有的，必须要临时修改访问权限，否则无法使用

方法名	说明
Method[] getMethods()	返回所有成员方法对象的数组（只能拿public的）
Method[] getDeclaredMethods()	返回所有成员方法对象的数组，存在就能拿到
Method getMethod(String name, Class<?>... parameterTypes)	返回单个成员方法对象（只能拿public的）
Method getDeclaredMethod(String name, Class<?>... parameterTypes)	返回单个成员方法对象，存在就能拿到

代码示例：

public class MyReflectDemo {
    public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException, NoSuchFieldException, IllegalAccessException, NoSuchMethodException, InvocationTargetException {
        //1.获取class对象
        Class<?> clazz = Class.forName("com.itheima.test8.Student");


        //2.获取方法
        //getMethods可以取父类中p获ublic修饰的方法
        Method[] methods1 = clazz.getMethods();
        for (Method method : methods1) {
            System.out.println(method);
        }

        System.out.println("===========================");
        //获取所有的方法（包含私有）
        //但是只能获取自己类中的方法
        Method[] methods2 = clazz.getDeclaredMethods();
        for (Method method : methods2) {
            System.out.println(method);
        }

        System.out.println("===========================");
        //获取指定的唯一方法
        Method method3 = clazz.getDeclaredMethod("eat", String.class);
        System.out.println(method3);

        //获取方法的修饰符
        int modifiers = method3.getModifiers();
        System.out.println(modifiers);

        //获取方法的名字
        String name = method3.getName();
        System.out.println(name);
        //eat

        //获取方法的形参
        Parameter[] parameters = method3.getParameters();
        for (Parameter parameter : parameters) {
            System.out.println(parameter);
        }
        //java.lang.String arg0

        //方法运行
        /*
        Method类中用于创建对象的方法
        Object =invoke(Object obj , Object.. args)运行方法
        参数一: 用obj对象调用该方法
        参数二: 调用方法的传递的参数
        返回值:方法的返回值


         */
        Student s = new Student();
        //参数一s: 表示方法的调用者
        //参数二: 调用方法的传递的实际参数
        method3.setAccessible(true);
        method3.invoke(s, "汉堡包");

    }
}

public class Student {

    private String name;
    private int age;

    public Student() {
    }

    public Student(String name, int age) {
        this.name = name;
        this.age = age;
    }

    public String getName() {
        return name;
    }

    public void setName(String name) {
        this.name = name;
    }

    public int getAge() {
        return age;
    }

    public void setAge(int age) {
        this.age = age;
    }

    public void sleep() {
        System.out.println("睡觉");
    }

    private void eat(String something) {
        System.out.println("在吃" + something);
    }

    @Override
    public String toString() {
        return "Student{" +
                "name='" + name + '\'' +
                ", age=" + age +
                '}';
    }
}

泛型擦除

集合中的泛型只在java文件中存在，当编译成class文件之后，就没有泛型了。

修改字符串的内容

字符串，在底层是一个byte类型的字节数组，名字叫做value

private final byte[] value;

真正不能被修改的原因：final和private

private修饰value而且没有对外提供getvalue和setvalue的方法。所以，在外界不能获取或修改value记录的地址值。

如果要强行修改可以用反射：

String s = "abc";
String ss = "abc";
// private final byte[] value= {97,98,99};
// 没有对外提供getvalue和setvalue的方法，不能修改value记录的地址值
// 如果我们利用反射获取了value的地址值。
// 也是可以修改的，final修饰的value
// 真正不可变的value数组的地址值，里面的内容利用反射还是可以修改的，比较危险

//1.获取class对象
Class clazz = s.getClass();

//2.获取value成员变量（private）
Field field = clazz.getDeclaredField("value");
//但是这种操作非常危险
//JDK高版本已经屏蔽了这种操作，低版本还是可以的
//临时修改权限
field.setAccessible(true);

//3.获取value记录的地址值
byte[] bytes = (byte[]) field.get(s);
bytes[0] = 100;

System.out.println(s);//dbc
System.out.println(ss);//dbc

反射和配置文件结合动态获取的练习

需求: 利用反射根据文件中的不同类名和方法名，创建不同的对象并调用方法。

分析:

①通过Properties加载配置文件

②得到类名和方法名

③通过类名反射得到Class对象

④通过Class对象创建一个对象

⑤通过Class对象得到方法

⑥调用方法

代码示例：

public class ReflectDemo9 {
    public static void main(String[] args) throws IOException, ClassNotFoundException, NoSuchMethodException, InvocationTargetException, InstantiationException, IllegalAccessException {
        //1.读取配置文件的信息
        Properties prop = new Properties();
        FileInputStream fis = new FileInputStream("day14-code\\prop.properties");
        //load(InputStream in)，加载属性文件为Properties对象
        prop.load(fis);
        fis.close();
        System.out.println(prop);

        String classname = prop.get("classname") + "";
        String methodname = prop.get("methodname") + "";

        //2.获取字节码文件对象
        Class clazz = Class.forName(classname);

        //3.要先创建这个类的对象
        Constructor con = clazz.getDeclaredConstructor();
        con.setAccessible(true);
        Object o = con.newInstance();
        System.out.println(o);

        //4.获取方法的对象
        Method method = clazz.getDeclaredMethod(methodname);
        method.setAccessible(true);

        //5.运行方法
        method.invoke(o);


    }
}

配置文件中的信息：
classname=com.itheima.a02reflectdemo1.Student
methodname=sleep

利用反射保存对象中的信息

动态代理

好处：

无侵入式的给方法增强功能

1, 真正干活的对象

2，代理对象

3，利用代理调用方法

切记一点：代理可以增强或者拦截的方法都在接口中，接口需要写在newProxyInstance的第二个参数里。

代码实现

public class Test {
    public static void main(String[] args) {
    /*
        需求：
            外面的人想要大明星唱一首歌
             1. 获取代理的对象
                代理对象 = ProxyUtil.createProxy(大明星的对象);
             2. 再调用代理的唱歌方法
                代理对象.唱歌的方法("只因你太美");
     */
        //1. 获取代理的对象
        BigStar bigStar = new BigStar("鸡哥");
        Star proxy = ProxyUtil.createProxy(bigStar);

        //2. 调用唱歌的方法
        String result = proxy.sing("只因你太美");
        System.out.println(result);
    }
}

public interface Star {
    //我们可以把所有想要被代理的方法定义在接口当中
    //唱歌
    public abstract String sing(String name);
    //跳舞
    public abstract void dance();
}

public class BigStar implements Star {
    private String name;


    public BigStar() {
    }

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

    //唱歌
    @Override
    public String sing(String name){
        System.out.println(this.name + "正在唱" + name);
        return "谢谢";
    }

    //跳舞
    @Override
    public void dance(){
        System.out.println(this.name + "正在跳舞");
    }

    /**
     * 获取
     * @return name
     */
    public String getName() {
        return name;
    }

    /**
     * 设置
     * @param name
     */
    public void setName(String name) {
        this.name = name;
    }

    public String toString() {
        return "BigStar{name = " + name + "}";
    }
}

/*
*
* 类的作用：
*       创建一个代理
*
* */
public class ProxyUtil {
    /*
    *
    * 方法的作用：
    *       给一个明星的对象，创建一个代理
    *
    *  形参：
    *       被代理的明星对象
    *
    *  返回值：
    *       给明星创建的代理
    *
    *
    *
    * 需求：
    *   外面的人想要大明星唱一首歌
    *   1. 获取代理的对象
    *      代理对象 = ProxyUtil.createProxy(大明星的对象);
    *   2. 再调用代理的唱歌方法
    *      代理对象.唱歌的方法("只因你太美");
    * */
    public static Star createProxy(BigStar bigStar){
       /* java.lang.reflect.Proxy类：提供了为对象产生代理对象的方法：

        public static Object newProxyInstance(ClassLoader loader, Class<?>[] interfaces, InvocationHandler h)
        参数一：用于指定用哪个类加载器，去加载生成的代理类
        参数二：指定接口，这些接口用于指定生成的代理长什么，也就是有哪些方法
        参数三：用来指定生成的代理对象要干什么事情*/
        Star star = (Star) Proxy.newProxyInstance(
                ProxyUtil.class.getClassLoader(),//参数一：用于指定用哪个类加载器，去加载生成的代理类
                new Class[]{Star.class},//参数二：指定接口，这些接口用于指定生成的代理长什么，也就是有哪些方法
                //参数三：用来指定生成的代理对象要干什么事情
                new InvocationHandler() {
                    @Override
                    public Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args) throws Throwable {
                        /*
                        * 参数一：代理的对象
                        * 参数二：要运行的方法 sing
                        * 参数三：调用sing方法时，传递的实参
                        * */
                        if("sing".equals(method.getName())){
                            System.out.println("准备话筒，收钱");
                        }else if("dance".equals(method.getName())){
                            System.out.println("准备场地，收钱");
                        }
                        //去找大明星开始唱歌或者跳舞
                        //代码的表现形式：调用大明星里面唱歌或者跳舞的方法
                        return method.invoke(bigStar,args);
                    }
                }
        );
        return star;
    }
}

额外扩展

动态代理，还可以拦截方法

比如：

在这个故事中，经济人作为代理，如果别人让邀请大明星去唱歌，打篮球，经纪人就增强功能。

但是如果别人让大明星去扫厕所，经纪人就要拦截，不会去调用大明星的方法。

/*
* 类的作用：
*       创建一个代理
* */
public class ProxyUtil {
    public static Star createProxy(BigStar bigStar){
        //public static Object newProxyInstance(ClassLoader loader, Class<?>[] interfaces, InvocationHandler h)
        Star star = (Star) Proxy.newProxyInstance(
                ProxyUtil.class.getClassLoader(),
                new Class[]{Star.class},
                new InvocationHandler() {
                    @Override
                    public Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args) throws Throwable {
                        if("cleanWC".equals(method.getName())){
                            System.out.println("拦截，不调用大明星的方法");
                            return null;
                        }
                        //如果是其他方法，正常执行
                        return method.invoke(bigStar,args);
                    }
                }
        );
        return star;
    }
}

动态代理的练习

对add方法进行增强，

public class MyProxyDemo1 {
    public static void main(String[] args) {
        //动态代码可以增强也可以拦截
        //1.创建真正干活的人
        ArrayList<String> list = new ArrayList<>();

        //2.创建代理对象
        //参数一：类加载器。当前类名.class.getClassLoader()
        //                 找到是谁，把当前的类，加载到内存中了，我再麻烦他帮我干一件事情，把后面的代理类，也加载到内存

        //参数二：是一个数组，在数组里面写接口的字节码文件对象。
        //                  如果写了List，那么表示代理，可以代理List接口里面所有的方法，对这些方法可以增强或者拦截
        //                  但是，一定要写ArrayList真实实现的接口
        //                  假设在第二个参数中，写了MyInter接口，那么是错误的。
        //                  因为ArrayList并没有实现这个接口，那么就无法对这个接口里面的方法，进行增强或拦截
        //参数三：用来创建代理对象的匿名内部类
        List proxyList = (List) Proxy.newProxyInstance(
                //参数一：类加载器
                MyProxyDemo1.class.getClassLoader(),
                //参数二：是一个数组，表示代理对象能代理的方法范围
                new Class[]{List.class},
                //参数三：本质就是代理对象
                new InvocationHandler() {
                    @Override
                    //invoke方法参数的意义
                    //参数一：表示代理对象，一般不用（了解）
                    //参数二：就是方法名，我们可以对方法名进行判断，是增强还是拦截
                    //参数三：就是下面第三步调用方法时，传递的参数。
                    //举例1：
                    //list.add("1");
                    //此时参数二就是add这个方法名
                    //此时参数三 args[0] 就是 1
                    //举例2：
                    //list.set(1, "aaa");
                    //此时参数二就是set这个方法名
                    //此时参数三  args[0] 就是 1  args[1]"aaa"
                    public Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args) throws Throwable {
                        //对add方法做一个增强，统计耗时时间
                        if (method.getName().equals("add")) {
                            long start = System.currentTimeMillis();
                            //调用集合的方法，真正的添加数据
                            method.invoke(list, args);
                            long end = System.currentTimeMillis();
                            System.out.println("耗时时间：" + (end - start));
                            //需要进行返回，返回值要跟真正增强或者拦截的方法保持一致
                            return true;
                        }else if(method.getName().equals("remove") && args[0] instanceof Integer){
                            System.out.println("拦截了按照索引删除的方法");
                            return null;
                        }else if(method.getName().equals("remove")){
                            System.out.println("拦截了按照对象删除的方法");
                            return false;
                        }else{
                            //如果当前调用的是其他方法,我们既不增强，也不拦截
                            method.invoke(list,args);
                            return null;
                        }
                    }
                }
        );

        //3.调用方法
        //如果调用者是list，就好比绕过了第二步的代码，直接添加元素
        //如果调用者是代理对象，此时代理才能帮我们增强或者拦截

        //每次调用方法的时候，都不会直接操作集合
        //而是先调用代理里面的invoke，在invoke方法中进行判断，可以增强或者拦截
        proxyList.add("aaa");
        proxyList.add("bbb");
        proxyList.add("ccc");
        proxyList.add("ddd");

        proxyList.remove(0);
        proxyList.remove("aaa");


        //打印集合
        System.out.println(list);
    }
}

对remove方法进行拦截，对其他方法不拦截也不增强

案例代码来源:https://www.bilibili.com/video/BV17F411T7Ao