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學習筆記之反射

2020-10-08 05:35:32 後端開發

反射

類加載器

類加載

當程式要使用某個類時，如果該類還未被加載到記憶體中，則系統會通過類得加載，類的連接，類的初始化這三個步驟來對類進行初始化，如果不出現意外情況，JVM將會連續完成這三個步驟，所以有時也把這三個步驟統稱為類加載或類初始化

  1. 類加載：

    • 就是將class檔案讀入記憶體，并為之創建一個java.lang.Class物件
    • 任何類被使用時，系統都會為之創建一個java.lang.Class物件

  2. 類的連接

    • 驗證階段：用于檢測被類加載的類是否具有正確的內部結構，并和其他類協調一致
    • 準備階段：負責為類的類變數分配記憶體，并設定默認初始值
    • 決議階段：將類的二進制資料中的符號參考替換為直接參考

  3. 類的初始化

    • 在該階段，主要對類變數進行初始化
  • 類初始化步驟
    • 假如類還未被加載和連接，則程式先加載并連接該類
    • 假如該類的直接父類還未被初始化，則先初始化直接父類
    • 假如類中有初始化陳述句，則系統依次執行這些初始化陳述句

在執行第二個步驟時，系統對直接父類的初始化步驟也遵循初始化步驟1-3

  • 類的初始化時機：
    • 創建類的實體
    • 呼叫類的類方法
    • 訪問類或者介面變數，或者為該類變數賦值
    • 使用反射方式來強制創建某個類或者介面對應的java.lang.Class物件
    • 初始化某個類的子類
    • 直接使用java.exe命令來運行某個主類
類加載器

作用：

  • 負責將.class檔案加載到記憶體中，并為之生成對應的java.lang.Class物件
  • 雖然我們不過分關系類加載機制，但是了解這個機制我們就能更好的理解程式的運行

JVM的類加載機制：

  • 全盤負責：就是當一個類加載器負責加載某個Class時，該Class所依賴的和參考的其他Class也將由該類加載器負責載入，除非顯示使用另外一個類加載器來載入
  • 父類委托：就是當一個類加載器負責加載某個Class時，先讓父類加載器試圖加載該Class物件時，只有在父類加載器無法加載類時才嘗試從自己的路徑中加載該類
  • 快取機制：保證所有加載過的Class都會被快取，當程式需要使用某個Class物件時，類加載器先從快取區中搜索該Class，只有當快取區中不存在該Class物件時，系統才會讀取該類對應的二進制資料，并將其轉換成Class物件，存盤到快取區
ClassLoader:是負責加載類的物件

java運行時具有以下內置類加載器

  • Bootstrap class loader:它是虛擬機的內置類加載器，通常表示為null,并且沒有父類null
  • Platform class loader ， 平臺類加載器可以看到所有平臺類 ，可以將其用作ClassLoader實體的父ClassLoader ， 平臺類包括由平臺類加載器或其祖先定義的Java SE平臺API，其實作類和JDK特定的運行時類，
  • System class loader ， 它也被稱為應用程式類加載器 ，與平臺類加載器不同， 系統類加載器通常用于定義應用程式類路徑，模塊路徑和JDK特定工具上的類，

類加載器的繼承關系:System的父加載器為Platform,而Platform得父加載器為Bootstrap

ClassLoader中得兩個方法

  • static ClassLoader getSystemClassLoader():回傳用于委派得系統類加載器
  • ClassLoader getParent():回傳父類加載器進行委派

public class Demo {
    public static void main(String[] args) {
        //系統類加載器
        ClassLoader c = ClassLoader.getSystemClassLoader();
        System.out.println(c); //AppClassLoader

        //系統類加載器得父類加載器
        ClassLoader c2 = c.getParent();
        System.out.println(c2);//PlatformClassLoader

        ClassLoader c3 = c2.getParent();
        System.out.println(c3);//null     Bootstrap類加載器通常表示為null
    }
}

反射

java反射機制：是指在運行時去獲取一個類得變數和方法資訊，然后通過獲取到得資訊來創建物件，呼叫方法得一種機制，由于這種動態性，可以極大得增強程式得靈活性，程式不用在編譯期就完成確定，在運行期仍然可以擴展，

獲取Class類得物件

想要用過反射去使用一個類，首先要獲取到該類的位元組碼檔案物件，也就是型別為Class型別的物件，

獲取Calss型別物件的三種方式

  • 使用類的class屬性來獲取該類對應的Class物件，例如：Student.class將會回傳Student類對應的Class物件
  • 呼叫物件的getClass()方法，回傳該物件所屬類對應的Class物件
    • 該方法時Object類中的方法，所有的Java物件都可以呼叫該方法
  • 使用Class類中的靜態方法forName(String className),該方法需要傳入字串引數，該字串引數的值是某個類的全路徑，也就是完整包名的路徑
public class Student {
    //成員變數：一私，一默認,一公
    private String name;
    int age;
    public String address;

    //構造方法：一公，一私，一默認
    public Student() {
    }

    private Student(String name) {
        this.name = name;
    }

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

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

    //成員方法:一個私有，四公
    private void function() {
        System.out.println("function");
    }

    public void method1() {
        System.out.println("method");
    }

    public void method2(String s) {
        System.out.println("method" + s);
    }

    public String method3(String s, int i){
        return s + "," + i;
    }

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

public class Demo {
    public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException {
        //使用類的class屬性來獲取該類對應的Class物件，
        Class<Student> c1 = Student.class;
        System.out.println(c1);

        Class<Student> c2 = Student.class;
        System.out.println(c1 == c2);
        System.out.println("--------------");

        //呼叫物件的getClass()方法，回傳該物件所屬類對應的Class物件
        Student s = new Student();
        Class<? extends Student> c3 = s.getClass();
        System.out.println(c1 == c3);
        System.out.println("--------------");

        //使用Class類中的靜態方法forName(String className)
        Class<?> c4 = Class.forName("反射.獲取Class物件的三種方式.Student");//package 反射.獲取Class物件的三種方式;//最靈活
        System.out.println(c1 == c4);
    }
}
反射獲取構造方法并使用
public class Student {
    //成員變數：一私，一默認,一公
    private String name;
    int age;
    public String address;

    //構造方法：一公，一私，一默認
    public Student() {
    }

    private Student(String name) {
        this.name = name;
    }

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

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

    //成員方法:一個私有，四公
    private void function() {
        System.out.println("function");
    }

    public void method1() {
        System.out.println("method");
    }

    public void method2(String s) {
        System.out.println("method" + s);
    }

    public String method3(String s, int i){
        return s + "," + i;
    }

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

Class類中用于獲取構造方法的方法

  1. getConstructors?() 回傳一個包含 Constructor物件的陣列
import java.lang.reflect.Constructor;

public class Demo2 {
    public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException {
        Class<?> c = Class.forName("反射.獲取Class物件的三種方式.Student");
        Constructor<?>[] cons = c.getConstructors();
        for (Constructor con : cons){
            System.out.println(con);
        }
    }
}
  1. Constructor<?>[] getDeclaredConstructors?()：回傳所有構造方法物件的陣列
import java.lang.reflect.Constructor;
public class Demo2 {
    public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException {
        Class<?> c = Class.forName("反射.獲取Class物件的三種方式.Student");
        Constructor<?>[] cons = c.getDeclaredConstructors();
        for (Constructor con : cons){
            System.out.println(con);
        }
    }
}
  1. Constructor getConstructor?(Class<?>.. .parameterTypes):回傳單個公共構造方法
  • Constuructor 類中用于創建物件的方法
    • T newInstance?(Object... initargs)：根據指定的構造方法創建物件
import java.lang.reflect.Constructor;
import java.lang.reflect.InvocationTargetException;

public class Demo3 {
    public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException, NoSuchMethodException, IllegalAccessException, InvocationTargetException, InstantiationException {
        Class<?> c = Class.forName("反射.獲取Class物件的三種方式.Student");
        Constructor<?> con = c.getConstructor();
        Object obj = con.newInstance();
        System.out.println(obj);
    }
}
  1. Constructor getDeclaredConstructor?(Class<?>... parameterTypes):回傳單個構造方法物件
import java.lang.reflect.Constructor;
import java.lang.reflect.InvocationTargetException;

public class Demo4 {
    public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException, NoSuchMethodException, IllegalAccessException, InvocationTargetException, InstantiationException {
        Class<?> c = Class.forName("反射.獲取Class物件的三種方式.Student");
        Constructor<?> con = c.getDeclaredConstructor();
        Object obj = con.newInstance();
        System.out.println(obj);
    }
}
練習1

通過反射實作

  • Student s = new Student("張三",18,"廣東")
  • System.out.println(s)
import java.lang.reflect.Constructor;
import java.lang.reflect.InvocationTargetException;

public class Demo {
    public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException, NoSuchMethodException, IllegalAccessException, InvocationTargetException, InstantiationException {
        Class<?> c = Class.forName("反射.獲取Class物件的三種方式.Student");

        //public Student(String name, int age, String address)
        Constructor<?> con = c.getConstructor(String.class, int.class, String.class);//基本資料型別也可以通過.class得到
        Object obj = con.newInstance("張三", 18, "廣東");
        System.out.println(obj);
    }
}
練習2
  • Student s = new Student("張三")
  • System.out.println(s)
import java.lang.reflect.Constructor;
import java.lang.reflect.InvocationTargetException;

public class Demo {
    public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException, NoSuchMethodException, IllegalAccessException, InvocationTargetException, InstantiationException {
        Class<?> c = Class.forName("反射.獲取Class物件的三種方式.Student");

        // private Student(String name)  私有無法創建物件需要暴力反射
        Constructor<?> con = c.getDeclaredConstructor(String.class);

        //暴力反射
        //public void setAccessible (boolean flag):值為true,取消訪問檢測
        con.setAccessible(true);

        Object obj = con.newInstance("張三");
        System.out.println(obj);
    }
}
反射成員變數并使用

獲取成員變數的四個方法

  1. Field[] getFields?()：回傳所有公共成員變數的陣列
import java.lang.reflect.Field;
public class Demo1 {
    public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException {
        Class<?> c = Class.forName("反射.獲取Class物件的三種方式.Student");
        Field[] fields = c.getFields();
        for (Field field : fields) {
            System.out.println(field);
        }
    }
}
  1. Field[] getDeclaredFields?():回傳所有成員變數物件的陣列
import java.lang.reflect.Field;
public class Demo2 {
    public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException {
        Class<?> c = Class.forName("反射.獲取Class物件的三種方式.Student");
        Field[] fields = c.getDeclaredFields();
        for (Field field : fields) {
            System.out.println(field);
        }
    }
}
  1. Field getField?(String name)回傳單個公共成員變數物件
  • Field類中用于給成員變數賦值的方法
    • void set?(Object obj, Object value):給obj物件的成員變數賦值為value
import java.lang.reflect.Constructor;
import java.lang.reflect.Field;
import java.lang.reflect.InvocationTargetException;
public class Demo3 {
    public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException, NoSuchFieldException, NoSuchMethodException, IllegalAccessException, InvocationTargetException, InstantiationException {
        Class<?> c = Class.forName("反射.獲取Class物件的三種方式.Student");
        Field field = c.getField("address");
        Constructor<?> con = c.getConstructor();
        Object obj = con.newInstance();
        field.set(obj, "西安");//給obj的成員變數addressfield賦值
        System.out.println(obj);
    }
}
  1. Field getDeclaredField?(String name):回傳單個成員變數物件
  • Field類中用于給成員變數賦值的方法
    • void set?(Object obj, Object value):給obj物件的成員變數賦值為value
import java.lang.reflect.Constructor;
import java.lang.reflect.Field;
import java.lang.reflect.InvocationTargetException;

public class Demo4 {
    public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException, NoSuchFieldException, NoSuchMethodException, IllegalAccessException, InvocationTargetException, InstantiationException {
        Class<?> c = Class.forName("反射.獲取Class物件的三種方式.Student");
        Field field = c.getDeclaredField("address");

        Constructor<?> con = c.getConstructor();
        Object obj = con.newInstance();
        field.set(obj,"西安");//給obj的成員變數addressfield賦值
        System.out.println(obj);
    }
}
練習1

用反射

  • Student s = new Student()
  • s.name = "張三"
  • s.age = "18"
  • s.address = "西安"
  • System.out.println(s)
import java.lang.reflect.Constructor;
import java.lang.reflect.Field;
import java.lang.reflect.InvocationTargetException;

public class Demo {
    public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException, NoSuchMethodException, IllegalAccessException, InvocationTargetException, InstantiationException, NoSuchFieldException {
        Class<?> c = Class.forName("反射.獲取Class物件的三種方式.Student");

        //* Student s = new Student()
        Constructor<?> con = c.getConstructor();
        Object obj = con.newInstance();

        // * s.name = "張三"
        Field nameField = c.getDeclaredField("name");
        nameField.setAccessible(true);
        nameField.set(obj,"張三");

        // * s.age = "18"
        Field ageField = c.getDeclaredField("age");
        ageField.setAccessible(true);
        ageField.set(obj,18);

        //* s.address = "西安"
        Field addressField = c.getDeclaredField("address");
        addressField.set(obj,"西安");

        System.out.println(obj);
    }
}
反射獲取成員方法并使用

獲取成員方法的方法

  1. Method[] getMethods?()：回傳所有公共成員方法物件的陣列，包括繼承的
import java.lang.reflect.Method;

public class Demo1 {
    public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException {
        Class<?> c = Class.forName("反射.獲取Class物件的三種方式.Student");
        Method[] methods = c.getMethods();
        for (Method method : methods) {
            System.out.println(method);
        }
    }
}
  1. Method[] getDeclaredMethods?():回傳所有成員方法物件的陣列，不包括繼承的
import java.lang.reflect.Method;

public class Demo2 {
    public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException {
        Class<?> c = Class.forName("反射.獲取Class物件的三種方式.Student");
        Method[] methods = c.getDeclaredMethods();
        for (Method method : methods) {
            System.out.println(method);
        }
    }
}
  1. Method getMethod?(String name, Class<?>... parameterTypes):回傳單個共有成員方法物件
  • Method類中用于呼叫成員方法的方法
    • Object invoke?(Object obj, Object... args):呼叫obj物件的成員方法,引數是args，回傳值是Object型別
import java.lang.reflect.Constructor;
import java.lang.reflect.InvocationTargetException;
import java.lang.reflect.Method;

public class Demo3 {
    public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException, NoSuchMethodException, IllegalAccessException, InvocationTargetException, InstantiationException {
        //獲取Class物件
        Class<?> c = Class.forName("反射.獲取Class物件的三種方式.Student");

        //創建物件
        Constructor<?> con = c.getConstructor();
        Object obj = con.newInstance();

        Method m = c.getMethod("method1");
        m.invoke(obj);
    }
}
  1. Method getDeclaredMethod?(String name, Class<?>... parameterTypes):回傳單個成員方法
  • Method類中用于呼叫成員方法的方法
    • Object invoke?(Object obj, Object... args):呼叫obj物件的成員方法,引數是args，回傳值是Object型別
import java.lang.reflect.Constructor;
import java.lang.reflect.InvocationTargetException;
import java.lang.reflect.Method;

public class Demo4 {
    public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException, NoSuchMethodException, IllegalAccessException, InvocationTargetException, InstantiationException {
        //獲取Class物件
        Class<?> c = Class.forName("反射.獲取Class物件的三種方式.Student");

        //創建物件
        Constructor<?> con = c.getConstructor();
        Object obj = con.newInstance();

        Method m = c.getDeclaredMethod("function");
        m.setAccessible(true);
        m.invoke(obj);
    }
}
練習
  • Student s = new Student();
  • s.method1()
  • s.method2("張三")
  • String ss = s.method3("張三",20)
  • System.out.print(ss)
  • s.function()
import java.lang.reflect.Constructor;
import java.lang.reflect.InvocationTargetException;
import java.lang.reflect.Method;

public class Demo {
    public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException, NoSuchMethodException, IllegalAccessException, InvocationTargetException, InstantiationException {
        Class<?> c = Class.forName("反射.獲取Class物件的三種方式.Student");

        //Student s = new Student();
        Constructor<?> con = c.getConstructor();
        Object obj = con.newInstance();

        //s.method1()
        Method m1 = c.getMethod("method1");
        m1.invoke(obj);
        System.out.println("--------------");

        //s.method2("張三")
        Method m2 = c.getMethod("method2", String.class);
        m2.invoke(obj,"張三");
        System.out.println("--------------");

        //String ss = s.method3("張三",20)
        Method m3 = c.getMethod("method3", String.class, int.class);
        Object ss = m3.invoke(obj, "張三", 20);
        //System.out.print(ss)
        System.out.println(ss);
        System.out.println("--------------");

        //s.function()
        Method m4 = c.getDeclaredMethod("function");
        m4.setAccessible(true);
        m4.invoke(obj);
    }
}

反射練習

  1. 有一個ArrayList集合,現在我想在這個集合中添加一個字串資料如何實作?
import java.lang.reflect.InvocationTargetException;
import java.lang.reflect.Method;
import java.util.ArrayList;
public class Demo {
    public static void main(String[] args) throws NoSuchMethodException, InvocationTargetException, IllegalAccessException {
        ArrayList<Integer> array = new ArrayList<Integer>();

        Class<? extends ArrayList> c = array.getClass();
        Method m = c.getDeclaredMethod("add", Object.class);

        m.invoke(array, "hello");
        m.invoke(array, "world");
        m.setAccessible(true);
        array.add(10);
        System.out.println(array);
    }
}
  1. 通過組態檔運行類中的方法

class.txt:

className = 反射.練習運行組態檔指定內容.Student
methodName = study

import java.io.FileReader;
import java.io.IOException;
import java.lang.reflect.InvocationTargetException;
import java.lang.reflect.Method;
import java.util.Properties;

public class Demo {
    public static void main(String[] args) throws IOException, ClassNotFoundException, IllegalAccessException, InstantiationException, NoSuchMethodException, InvocationTargetException {
        //開始
//        Student s = new Student();
//        s.study();

        //現在要改成
//        Teacher t = new Teacher();
//        t.teach();

        //需要來回修改靈活性不高

        /*
        class.txt
        className = xxx
        methodName = xxx
         */

        //加載資料
        Properties prop = new Properties();
        FileReader fr = new FileReader("反射\\class.txt");
        prop.load(fr);
        fr.close();
        /*
        className = 反射.練習運行組態檔指定內容.Student
        methodName = study
         */
        String className = prop.getProperty("className");
        String methodName = prop.getProperty("methodName");

        Class<?> c = Class.forName(className);
        Object obj = c.getConstructor().newInstance();

        Method m = c.getMethod(methodName);
        m.invoke(obj);
    }
}

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標籤：Java

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  • 【C++】Microsoft C++、C 和匯編程式檔案

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    鏈接：https://codeforces.com/problemset/problem/1400/E 來源：Codeforces 思路：給你一個陣列，現在你可以進行兩種操作，操作1：將一段沒有 0 的區間進行減一的操作，操作2：將 i 位置上的元素歸零。最終問：將這個陣列的全部元素歸零后操作的最少 ......

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  • UVA11610 【Reverse Prime】

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    uj5u.com 2020-09-10 00:57:36 more
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    1 #pragma GCC optimize(2) 2 #include <bits/stdc++.h> 3 using namespace std; 4 bool isprime[1000000010]; 5 vector<int> prime; 6 inline int getlist(int ......

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    1、C中的const 1、區域const變數存放在堆疊區中，會分配記憶體（也就是說可以通過地址間接修改變數的值）。測驗代碼如下： 運行結果： 2、全域const變數存放在只讀資料段（不能通過地址修改，會發生寫入錯誤）， 默認為外部聯編，可以給其他源檔案使用（需要用extern關鍵字修飾） 運行結果： ......

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  • 【C++犯錯記錄】VS2019 MFC添加資源不懂如何修改資源宏ID

    1. 首先在資源視圖中，添加資源 2. 點擊新添加的資源，復制自動生成的ID 3. 在解決方案資源管理器中找到Resource.h檔案，編輯，使用整個專案搜索和替換的方式快速替換 宏宣告 4. Ctrl+Shift+F 全域搜索，點擊查找全部，然后逐個替換 5. 為什么使用搜索替換而不使用屬性視窗直 ......

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  • 【C++犯錯記錄】VS2019 MFC不懂的批量添加資源

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    今天要講的是C++中我最喜歡的一個用法——參考，也叫別名。 參考就是給一個變數名取一個變數名，方便我們間接地使用這個變數。我們可以給一個變數創建N個參考，這N + 1個變數共享了同一塊記憶體區域。(參考型別的變數會占用記憶體空間，占用的記憶體空間的大小和指標型別的大小是相同的。雖然參考是一個物件的別名，但 ......

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