目录
1.反射
1.1反射的定义与用途
定义
Java的反射(reflection)机制是在运行状态中,对于任意一个类,都能够知道这个类的所有属性与方法.对于任意一个对象,都能够调用它的任意方法和属性并且修改部分类型信息.
这种动态获取信息以及动态调用对象方法的功能称为java语言的反射机制
用途
1.当你有获取 私有的或只是对系统应用开放的某个类的某个成员变量,方法 的需求,可以通过反射机制来获取私有成员或方法
2.最重要的应用是开发各种通用框架
1.2反射相关的类及方法
| 类名 | 用途 |
| Class类 | 代表类的实体，在运行的Java应用程序中表示类和接口 |
| Field类 | 代表类的成员变量/类的属性 |
| Method类 | 代表类的方法 |
| Constructor类 | 类 代表类的构造方法 |
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Java文件编译以后,生成了.class文件,JVM此时去解读.class文件,被编译后的Java文件.class也被JVM解析为一个对象,这个对象就是java.lang.Class.当程序运行时,每个Java文件最终变成了Class类对象的一个实例.我们通过Java反射机制应用到这个实例,就可以去获得甚至去添加改变这个类的属性和动作,使得这个类称为一个动态的类,我们看一下反射相关的方法
1.2.1(重要)获得类相关的方法
| 方法 | 用途 |
| getClassLoader() | 获得类的加载器 |
| getDeclaredClasses() | 返回一个数组，数组中包含该类中所有类和接口类的对象(包括私有的) |
| forName(String className) | forName(String className) |
| newInstance() | 创建类的实例 |
| getName() | 获得类的完整路径名字 |
|—————————|———————————-|
1.2.2(重要)获得类中属性相关的方法
| 方法 | 用途 |
| getField(String name) | 获得某个公有的属性对象 |
| getFields() | 获得所有公有的属性对象 |
| getDeclaredField(String name) | 获得某个属性对象 |
| getDeclaredFields() | 获得所有属性对象 |
|——————————-|————-|
1.2.3(重要)类中构造器相关的方法
| 方法 | 用途 |
| getConstructor(Class… parameterTypes) | 获得该类中与参数类型匹配的公有构造方法 |
| getConstructors() | 获得该类的所有公有构造方法 |
| getDeclaredConstructor(Class… parameterTypes) | 获得该类中与参数类型匹配的构造方法 |
| getDeclaredConstructors() | 获得该类所有构造方法 |
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1.2.4(重要)获得类中方法相关的方法
| 方法 | 用途 |
| getMethod(String name, Class… parameterTypes) | 获得该类某个公有的方法 |
| getMethods() | 获得该类所有公有的方法 |
| getDeclaredMethod(String name, Class… parameterTypes) | 获得该类某个方法 |
| getDeclaredMethods() | 获得该类所有方法 |
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1.2.5获得类中注解相关的方法
| 方法 | 用途 |
| getAnnotation(Class annotationClass) | 返回该类中与参数类型匹配的公有注解对象 |
| getAnnotations() | 返回该类所有的公有注解对象 |
| getDeclaredAnnotation(Class annotationClass) | 返回该类中与参数类型匹配的所有注解对象 |
| getDeclaredAnnotations( | 返回该类所有的注解对 |
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上述的方法不加Declared时只能获得公开的,加了Declared之后可以获取私有的,权限范围更大了
1.3反射示例
使用反射之前,首先要拿到当前需要反射的类的Class对象,通过Class的核心方法达到反射的目的.
1.3.1获取Class对象的三种方式
方式一:使用Class.forName(“类的全路径名”);
方式二:使用类名.class方法
方式三:使用类对象的getClass()方法
class Student{ //私有属性name private String name = "hello!"; //公有属性age public int age = 18; //不带参数的构造方法 public Student(){ System.out.println("Student()"); } private Student(String name,int age) { this.name = name; this.age = age; System.out.println("Student(String,name)"); } private void eat(){ System.out.println("i am eating"); } public void sleep(){ System.out.println("i am sleeping"); } private void function(String str) { System.out.println(str); } @Override public String toString() { return "Student{" + "name='" + name + '\'' + ", age=" + age + '}'; } } class Test1{ public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException { //1.使用Class.forName("类的全路径名"); //通过 Class 对象的 forName() 静态方法来获取，用的最多， //但可能抛出 ClassNotFoundException 异常 Class<?> c1 = Class.forName("Student"); //2.使用类名.class方法 //隐含的静态成员变量 class Class<?> c2 = Student.class; //3.使用类对象的getClass()方法 //Object类 Student student3 = new Student(); Class<?> c3 = student3.getClass(); System.out.println(c1.equals(c2)); System.out.println(c1.equals(c3)); System.out.println(c3.equals(c2)); } }
三种方法获取到的是同一个Class对象!!
1.3.2利用反射创建一个实例
public class ReflectClassDemo {
public static void reflectNewInstance() {
//通过反射创建对象
Class<?> c3 = null;
try {
c3 = Class.forName("Student");
//c3实例
Student student = (Student)c3.newInstance();
System.out.println(student);
} catch (ClassNotFoundException e) {
throw new RuntimeException(e);
} catch (InstantiationException e) {
throw new RuntimeException(e);
} catch (IllegalAccessException e) {
throw new RuntimeException(e);
}
}
public static void main(String[] args) {
reflectNewInstance();
}
}
通过反射来创建实例的缺点也很明显,以前我们只需要用new关键字就能创建实例对象,这里使用了很多方法,会降低效率
1.3.3反射私有的构造方法
public static void reflectPrivateConstructor() {
try {
Class<?> classStudent = Class.forName("Student");
Constructor<?> declaredConstructorStudent =
classStudent.getDeclaredConstructor(String.class, int.class);
//设置为true后可修改访问权限
declaredConstructorStudent.setAccessible(true);
Object objectStudent = declaredConstructorStudent.newInstance("world", 18);
Student student = (Student) objectStudent;
System.out.println("获得私有构造函数且修改姓名和年龄："+student);
} catch (InstantiationException e) {
throw new RuntimeException(e);
} catch (IllegalAccessException e) {
throw new RuntimeException(e);
} catch (InvocationTargetException e) {
throw new RuntimeException(e);
} catch (NoSuchMethodException e) {
throw new RuntimeException(e);
} catch (ClassNotFoundException e) {
throw new RuntimeException(e);
}
}
1.3.4反射私有属性
public static void reflectPrivateField() {
try {
Class<?> classStudent = Class.forName("Student");
Field field = classStudent.getDeclaredField("name");
field.setAccessible(true);
//可以修改该属性的值
Object objectStudent = classStudent.newInstance();
Student student = (Student) objectStudent;
field.set(student,"小明");
String name = (String) field.get(student);
System.out.println("反射私有属性修改了,name："+ name);
} catch (Exception ex) {
ex.printStackTrace();
}
}
1.3.5反射私有方法
public static void reflectPrivateMethod() {
try {
Class<?> classStudent = Class.forName("Student");
Method methodStudent = classStudent.getDeclaredMethod("function",String.class);
System.out.println("私有方法的方法名为："+methodStudent.getName());
//私有的一般都要加
methodStudent.setAccessible(true);
Object objectStudent = classStudent.newInstance();
Student student = (Student) objectStudent;
methodStudent.invoke(student,"给私有的function函数传的参数");
} catch (Exception ex) {
ex.printStackTrace();
}
}
1.4反射优点和缺点
优点：
对于任意一个类，都能够知道这个类的所有属性和方法；对于任意一个对象，都能够调用它的任意一个方法
增加程序的灵活性和扩展性，降低耦合性，提高自适应能力
反射已经运用在了很多流行框架如：Struts、Hibernate、Spring 等
缺点：
使用反射会有效率问题。会导致程序效率降低
反射技术绕过了源代码的技术，因而会带来维护问题。反射代码比相应的直接代码更复杂
2.枚举
枚举的主要用途是:将常量组织起来统一进行管理
本质：是 java.lang.Enum 的子类，也就是说，自己写的枚举类，就算没有显示的继承 Enum ，但是其默认继承了 这个抽象枚举类,所以枚举类是不能实例化的
2.1枚举的使用
2.1.1switch语句
public enum TestEnum {
RED,GREEN,BACK;
public static void main(String[] args) {
TestEnum testEnum2 = TestEnum.BACK;
switch (testEnum2){
case RED:
System.out.println("RED");
break;
case BACK:
System.out.println("BACK");
break;
case GREEN:
System.out.println("GREEN");
break;
default:
break;
}
}
}
2.1.2Enum 类的常用方法
| 方法名称 | 描述 |
| values() | 以数组形式返回枚举类型的所有成员 |
| ordinal() | 获取枚举成员的索引位置 |
| valueOf() | 将普通字符串转换为枚举实例 |
| compareTo() | 比较两个枚举成员在定义时的顺序 |
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values()与ordinal()的使用
public static void main(String[] args) {
TestEnum[] testEnums = TestEnum.values();
for (int i = 0; i < testEnums.length; i++) {
System.out.println(testEnums[i]+"ori:"+testEnums[i].ordinal());
}
}
valueOf()
public static void main(String[] args) {
TestEnum testEnum = TestEnum.valueOf("RED");
System.out.println(testEnum);
}
compareTo()
public static void main(String[] args) {
System.out.println(RED.compareTo(BACK));
}
枚举的构造方法默认是私有的
2.2枚举的优缺点
优点：
枚举常量更简单安全
枚举具有内置方法 ，代码更优雅
缺点：
- 不可继承，无法扩展
3.枚举与反射
在反射中,任意一个类,他的构造方法就算是私有的,我们也可以通过反射获取实例对象,上述枚举类的构造方法也是私有的,我们是否可以通过反射建立它的实例对象?
public enum TestEnum {
RED("RED",1),GREEN("GREEN",2),BACK("BACK",3);
private String color;
private int val;
TestEnum(String color,int val){
this.color = color;
this.val = val;
}
public static void reflectPrivateConstructor() {
try {
Class<?> classStudent = Class.forName("TestEnum");
//注意传入对应的参数,获得对应的构造方法来构造对象,当前枚举类是提供了两个参数分别是String和int。
Constructor<?> declaredConstructorStudent =
classStudent.getDeclaredConstructor(String.class,int.class);
//设置为true后可修改访问权限
declaredConstructorStudent.setAccessible(true);
//这里为了凑齐参数，后两个参数随便给，不给也行，默认为空值
Object objectStudent = declaredConstructorStudent.newInstance("黑色",123);
TestEnum testEnum = (TestEnum) objectStudent;
System.out.println("获得枚举的私有构造函数："+testEnum);
} catch (Exception ex) {
ex.printStackTrace();
}
}
}
异常信息说没有对应的构造方法!!我们提供的枚举类型就是String color这个参数,已经通过Constructor调用了,没有对应的构造方法原因是:枚举类型默认继承于java.lang.Enum,子类要帮助父类进行构造,然而我们并没有进行帮助构造,枚举类比较特殊,不能用super帮助构造
虽然我们只写了一个参数,但是还默认添加了两个参数,看源码:
也就是说，我们自己的构造函数参数是String和int，同时他默认后边还会给两个参数，一个是 String一个是int.也就是说，这里我们正确给的是4个参数,我们修改一下
修改后:
出现另一个异常信息:不能反射创建枚举对象!!
我们查看一下newInstance源码:
枚举在这里被过滤了，因此不能通过反射获取枚举类的实例！
原版面试问题是：为什么枚举实现单例模式是安全的？
面试:为什么枚举实现单例模式是安全的？
私有化构造器并不保险，通过反射机制调用私有构造器。而枚举类不能被反射，所以可以防止反射攻击,但是其他的单例模式被反射攻击后会创建出不同的实例,导致线程不安全!
模拟一个反射攻击
//模拟反射攻击
class Singleton {
private static Singleton instance=null;
private Singleton() {}
public static Singleton getInstance() {
if(instance==null) {
synchronized (Singleton.class) {
if (instance==null) {
//new对象分为三个操作
//分配内存
//调用构造方法初始化
//赋值
instance=new Singleton();
}
}
}
return instance;
}
public static void main(String[] args) throws NoSuchMethodException, IllegalAccessException, InvocationTargetException, InstantiationException {
Singleton s = Singleton.getInstance();
Singleton sUsual = Singleton.getInstance();
Constructor<Singleton> constructor = Singleton.class.getDeclaredConstructor();
constructor.setAccessible(true);
Singleton sReflection = constructor.newInstance();
System.out.println(s + "\n" + sUsual + "\n" + sReflection);
System.out.println("正常情况下，实例化两个实例是否相同：" + (s == sUsual));
System.out.println("通过反射攻击单例模式情况下，实例化两个实例是否相同：" + (s == sReflection));
}
}
如果通过反射创建出的实例和正常创建出的实例比较后是不相同的,那么就会出现线程安全问题!
我们看到私有的构造器也并不保险,通过反射攻击后,还是出现了线程安全问题,但是枚举类不能通过反射创建,能做到线程安全!
原文链接: https://blog.csdn.net/chenchenchencl/article/details/128373559