【JavaSE】Java中的反射&&动态代理

本篇文章整理的内容来源于: 反射原理

一. 动态代理

1. 优点

使用动态代理能够无侵入式的给方法增强功能.

所谓无侵入式，指的是在原有代码的基础上，不需要修改原始类的源代码，就可以通过代理来增强其功能。通过动态代理，我们可以在代理对象的方法执行前后插入额外的逻辑，例如日志记录、性能监测、事务管理等。这样可以在不修改原始类的情况下，通过代理对象对方法进行增强，达到扩展功能的目的。

动态代理利用了反射机制，在运行时动态地生成代理类和代理对象，从而实现对原始对象的包装。通过调用代理对象的方法，实际上是调用了被代理对象的方法，并在方法执行前后执行额外的逻辑。

2. 动态代理三要素

1. 真正执行任务的对象.
2. 代理对象
3. 利用代理调用方法

3. 创建代理对象并使用

如何为Java对象创建一个代理对象呢?

我们可以使用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

package com.xxxflower.demo1;
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 + "}";
    }
}

package com.xxxflower.demo1;
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();
}

package com.xxxflower.demo1;

import java.lang.reflect.InvocationHandler;
import java.lang.reflect.Method;
import java.lang.reflect.Proxy;

/*
 *
 * 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){
        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;
    }
}

package com.xxxflower.demo1;

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);
    }
}

程序执行结果:

二. 反射

1. 什么是反射

Java中的反射（Reflection），是指在运行时动态地获取类的信息，以及动态地调用对象的方法和属性。简而言之，就是程序在运行时可以动态地获取类的信息并对其进行操作。

Java反射机制允许程序在运行时检查和操作类、接口、字段、方法以及构造方法等元素，例如：

1. 获取类的名称、修饰符、父类、实现的接口等信息。
2. 动态地创建对象，即使不知道具体类的名称。
3. 获取或设置字段的值，即使它们是私有的。
4. 调用对象的方法，即使不知道方法的名称或参数列表。
5. 获取或设置方法的注解信息等。

反射机制为Java编程提供了更大的灵活性和扩展性，尤其在框架设计、动态代理、JavaBean操作等方面得到广泛应用。但是由于反射会牺牲一定的性能，因此在性能要求较高的场景下，应该谨慎使用反射。

2. 获取字节码文件对象的三种方式

反射都是从class字节码文件中获取的内容。因此如果我们想使用反射,就必须首先获取class字节码文件的对象.
获取字节码文件对象的三种方式如下

(1) Class.forName()获取 (源代码阶段)

我们可以通过Class这个类里面的静态方法forName（“全类名”）来获取.示例:
注意: 全类名 = 包名 + 类名

Class clazz1 = Class.forName("com.xxxflower.reflectdemo.Student");

源代码阶段获取 — > 先把Student加载到内存中，再获取字节码文件的对象
clazz 就表示Student这个类的字节码文件对象。即Student.class这个文件加载到内存之后，产生的字节码文件对象.

(2) 通过class属性获取

通过 类名.class 示例如下:

Class clazz2 = Student.class;

class文件在硬盘中是唯一的.
所以，当这个文件加载到内存之后产生的对象也是唯一的.

(3) 通过对象获取字节码文件对象

示例:

Student s = new Student();
Class clazz3 = s.getClass();

此处注意几个概念:
字节码文件:通过.java文件编译之后的.class文件(真实存在的)
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。

我们反射所获取的就是字节码文件对象.

3. 获取构造方法

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 getConstructor(Class<?>… parameterTypes)	获取指定构造（只能public修饰）
Constructor getDeclaredConstructor(Class<?>… parameterTypes)	获取指定构造（包含private修饰）

代码示例:

public class ReflectDemo2 {
    public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException, NoSuchMethodException {
        //1.获得整体（class字节码文件对象）
        Class clazz = Class.forName("com.itheima.reflectdemo.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);
        }

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

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

        Constructor con2 = clazz.getConstructor(String.class,int.class);
        System.out.println(con2);

        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);
        //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);
    }
}

4. 获取构造方法并创建对象

(1)获取空参，并创建对象.

示例:

//1.获取整体的字节码文件对象
Class clazz = Class.forName("com.itheima.a02reflectdemo1.Student");
//2.获取空参的构造方法
Constructor con = clazz.getConstructor();
//3.利用空参构造方法创建对象
Student stu = (Student) con.newInstance();
System.out.println(stu);

(2)获取带参构造，并创建对象

示例:

//1.获取整体的字节码文件对象
Class clazz = Class.forName("com.itheima.a02reflectdemo1.Student");
//2.获取有参构造方法
Constructor con = clazz.getDeclaredConstructor(String.class, int.class);
//3.临时修改构造方法的访问权限（暴力反射）
con.setAccessible(true);
//4.直接创建对象
Student stu = (Student) con.newInstance("zhangsan", 23);
System.out.println(stu);

5. 获取成员变量

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

6. 获取成员方法

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

7. 反射的作用

1. 获取任意一个类中的所有信息
2. 结合配置文件动态创建对象