Java反射機(jī)制原理、Class獲取方式以及應(yīng)用場(chǎng)景詳解
??學(xué)習(xí)背景
學(xué)習(xí)Java的小伙伴，可能聽(tīng)過(guò)Java反射機(jī)制，但是熟悉又有點(diǎn)陌生，本文主要是通過(guò)思考面試中經(jīng)常被問(wèn)到的幾個(gè)Java反射機(jī)制的問(wèn)題，再通過(guò)理論知識(shí)結(jié)合代碼實(shí)例及應(yīng)用場(chǎng)景進(jìn)行講解，加深自己對(duì)Java反射機(jī)制的認(rèn)知和理解，也希望能幫助到有需要的小伙伴~
??一、Java反射機(jī)制是什么？
??1.1 反射原理
（1）Java反射機(jī)制（Java Reflection）是Java語(yǔ)言中一種動(dòng)態(tài)（運(yùn)行時(shí)）訪問(wèn)、檢測(cè) & 修改它本身的能力，主要作用是動(dòng)態(tài)（運(yùn)行時(shí)）獲取類的完整結(jié)構(gòu)信息 & 調(diào)用對(duì)象的方法~
更簡(jiǎn)單點(diǎn)的說(shuō)就是Java程序在運(yùn)行時(shí)（動(dòng)態(tài)）通過(guò)創(chuàng)建一個(gè)類的反射對(duì)象，再對(duì)類進(jìn)行相關(guān)操作，比如：
獲取該對(duì)象的成員變量 & 賦值調(diào)用該對(duì)象的方法（含構(gòu)造方法，有參/無(wú)參）判斷該對(duì)象所屬的類
PS：不過(guò)說(shuō)實(shí)話，直接看比較官方的定義還是有點(diǎn)難理解，再來(lái)更加通俗點(diǎn)的說(shuō)吧~
（2）一般情況下，我們使用某個(gè)類，都會(huì)知道這個(gè)類，以及要用它來(lái)做什么，可以直接通過(guò)new實(shí)例化創(chuàng)建對(duì)象，然后使用這個(gè)對(duì)象對(duì)類進(jìn)行操作，這個(gè)就屬于正射~
（3）而反射則是一開(kāi)始并不知道要初始化的是什么類，無(wú)法使用new來(lái)實(shí)例化創(chuàng)建對(duì)象，主要是通過(guò)JDK提供的反射API來(lái)實(shí)現(xiàn)，在運(yùn)行時(shí)才知道要操作的是什么類，并且可以獲取到類的完整構(gòu)造以及調(diào)用對(duì)應(yīng)的方法，這就是反射~
??1.2 反射例子
代碼如下：
package com.justin.java.lang;
import java.lang.reflect.Constructor;
import java.lang.reflect.Method;
/**
* @program: Jdk1.8 Test
* @description: 正射、反射簡(jiǎn)單調(diào)用示例
* @author: JustinQin
* @create: 2021/8/22 13:23
* @version: v1.0.0
**/
public class Student {
private int id;
public void setId(int id) {
this.id = id;
}
public int getId() {
return id;
}
public static void main(String[] args) throws Exception{
//一、正射調(diào)用過(guò)程
Student student = new Student();
student.setId(1);
System.out.println("正射調(diào)用過(guò)程Student id:" + student.getId());
//二、反射調(diào)用過(guò)程
Class clz = Class.forName("com.justin.java.lang.Student");
Constructor studentConstructor = clz.getConstructor();
Object studentObj = studentConstructor.newInstance();
Method setIdMethod = clz.getMethod("setId", int.class);
setIdMethod.invoke(studentObj, 2);
Method getIdMethod = clz.getMethod("getId");
System.out.println("正射調(diào)用過(guò)程Student id:" + getIdMethod.invoke(studentObj));
}
}
輸出結(jié)果：
正射調(diào)用過(guò)程Student id:1
反射調(diào)用過(guò)程Student id:2
上述例子反射的調(diào)用過(guò)程，可以看到獲取一個(gè)類的反射對(duì)象，主要過(guò)程為：
- 獲取類的Class實(shí)例對(duì)象
- 根據(jù)Class實(shí)例對(duì)象獲取Constructor對(duì)象
- 再根據(jù)Constructor對(duì)象的newInstance方法獲取到類的反射對(duì)象
獲取到類的反射對(duì)象后，就可以對(duì)類進(jìn)行操作了~ 例如，上述示例中對(duì)類的方法進(jìn)行調(diào)用過(guò)程為：
- 根據(jù)Class實(shí)例對(duì)象獲取到類的Method對(duì)象
- 再根據(jù)Method對(duì)象的invoke方法調(diào)用到具體類的方法
前面一點(diǎn)也提到了獲取到類的Class實(shí)例對(duì)象，上面示例反向調(diào)用過(guò)程中我們是通過(guò)Class.forName("類的全局定名")這種方式來(lái)獲取到類的Class實(shí)例對(duì)象，除了這種，常用的還有其他兩種，往下講解~
??二、Java反射機(jī)制中獲取Class的三種方式及區(qū)別？
??2.1 Class的幾種獲取方式
（1）獲取類的java.lang.Class實(shí)例對(duì)象，常見(jiàn)的三種方式分別為：
通過(guò)MyClass.class獲取，這里的MyClass指具體類~~通過(guò)Class.forName("類的全局定名")獲取，全局定名為包名+類名通過(guò)new MyClass().getClass()獲取，這里的MyClass指具體類~
（2）通過(guò)MyClass.class獲取，JVM會(huì)使用ClassLoader類加載器將類加載到內(nèi)存中，但并不會(huì)做任何類的初始化工作，返回java.lang.Class對(duì)象
（3）通過(guò)Class.forName("類的全局定名")獲取，同樣，類會(huì)被JVM加載到內(nèi)存中，并且會(huì)進(jìn)行類的靜態(tài)初始化工作，返回java.lang.Class對(duì)象
（4）通過(guò)new MyClass().getClass()獲取，這種方式使用了new進(jìn)行實(shí)例化操作，因此靜態(tài)初始化和非靜態(tài)初始化工作都會(huì)進(jìn)行，getClass方法屬于頂級(jí)Object類中的方法，任何子類對(duì)象都可以調(diào)用，哪個(gè)子類調(diào)用，就返回那個(gè)子類的java.lang.Class對(duì)象
PS： 這3種方式，最終在JVM堆區(qū)對(duì)應(yīng)類的
java.lang.Class對(duì)象都屬于同一個(gè)，也就是內(nèi)存地址相同，進(jìn)行==雙等號(hào)比較結(jié)果為true，原因是JVM類加載過(guò)程中使用的是同一個(gè)ClassLoader類加載器加載某個(gè)類，不論加載多少次，生成到堆區(qū)的java.lang.Class對(duì)象始終只有一個(gè)，除非自定義類加載器，破壞JVM的雙親委派機(jī)制，使得同一個(gè)類被不同類加載器加載，JVM才會(huì)把它當(dāng)做兩個(gè)不同的java.lang.Class對(duì)象
??2.2 代碼演示幾種方式的區(qū)別
創(chuàng)建一個(gè)實(shí)體類，分別在實(shí)體類中創(chuàng)建類的靜態(tài)代碼塊、動(dòng)態(tài)代碼塊、有參構(gòu)造方法、無(wú)參構(gòu)造方法，方便測(cè)試幾種方式的區(qū)別及內(nèi)存地址是否相同~
（1）實(shí)體類：
public class MyClass {
private static final String staticStr = "Hi";
private static int staticInt = 2021;
private String id;
static {
System.out.println("靜態(tài)代碼塊：staticStr=" + staticStr + ",staticInt=" + staticInt);
}
{
System.out.println("動(dòng)態(tài)代碼塊~");
}
public MyClass() {
System.out.println("無(wú)參構(gòu)造方法~");
}
public MyClass(String id) {
System.out.println("有參構(gòu)造方法~");
this.id = id;
}
public String getId() {
return id;
}
public void setId(String id) {
this.id = id;
}
@Override
public String toString() {
return "MyClass{" +
"id='" + id + '\'' +
'}';
}
}
（2）單元測(cè)試類：
通過(guò)@Test注解對(duì)三種方式分別進(jìn)行單元測(cè)試，再對(duì)這三種方式的組合進(jìn)行單元測(cè)試~
package com.justin.java.lang;
import org.junit.Test;
/**
* @program: Jdk1.8Test
* @description: Java反射機(jī)制中獲取類的Class實(shí)例對(duì)象的常見(jiàn)三種方式及區(qū)別對(duì)比
* @author: JustinQin
* @create: 2021/8/22 15:04
* @version: v1.0.0
**/
public class MyClassTest {
@Test
public void test1() {
System.out.println("一、MyClass.class方式=========");
Class<?> class1 = MyClass.class;
}
@Test
public void test2() throws ClassNotFoundException {
System.out.println("二、Class.forName方式=========");
Class class2 = Class.forName("com.justin.java.lang.MyClass");
}
@Test
public void test3() {
System.out.println("三、new MyClass().getClass方式=========");
Class class3 = new MyClass().getClass();
}
@Test
public void test12() throws ClassNotFoundException {
System.out.println("一、MyClass.class方式=========");
Class<?> class1 = MyClass.class;
System.out.println("二、Class.forName方式=========");
Class class2 = Class.forName("com.justin.java.lang.MyClass");
}
@Test
public void test13() {
System.out.println("一、MyClass.class方式=========");
Class<?> class1 = MyClass.class;
System.out.println("三、new MyClass().getClass方式=========");
Class class3 = new MyClass().getClass();
}
@Test
public void test23() throws ClassNotFoundException {
System.out.println("二、Class.forName方式=========");
Class class2 = Class.forName("com.justin.java.lang.MyClass");
System.out.println("三、new MyClass().getClass方式=========");
Class class3 = new MyClass().getClass();
}
@Test
public void test() throws ClassNotFoundException {
System.out.println("四、三種方式內(nèi)存地址比較=========");
Class<?> class1 = MyClass.class;
Class class2 = Class.forName("com.justin.java.lang.MyClass");
Class class3 = new MyClass().getClass();
System.out.println("比較結(jié)果=========");
System.out.println("MyClass.class和Class.forName內(nèi)存地址比較是否相同：" + (class1 == class2));
System.out.println("MyClass.class和new MyClass().getClass內(nèi)存地址比較是否相同：" + (class1 == class3));
System.out.println("Class.forName和new MyClass().getClass內(nèi)存地址比較是否相同：" + (class2 == class3));
}
}
逐個(gè)執(zhí)行單元，得出測(cè)試結(jié)果為：
* test1()方法
一、MyClass.class方式=========* test2()方法
二、Class.forName方式=========
靜態(tài)代碼塊：staticStr=Hi,staticInt=2021* test3()方法
三、new MyClass().getClass方式=========
靜態(tài)代碼塊：staticStr=Hi,staticInt=2021
動(dòng)態(tài)代碼塊~
無(wú)參構(gòu)造方法~* test12()方法
一、MyClass.class方式=========
二、Class.forName方式=========
靜態(tài)代碼塊：staticStr=Hi,staticInt=2021* test13()方法
一、MyClass.class方式=========
三、new MyClass().getClass方式=========
靜態(tài)代碼塊：staticStr=Hi,staticInt=2021
動(dòng)態(tài)代碼塊~
無(wú)參構(gòu)造方法~* test23()方法
二、Class.forName方式=========
靜態(tài)代碼塊：staticStr=Hi,staticInt=2021
三、new MyClass().getClass方式=========
動(dòng)態(tài)代碼塊~
無(wú)參構(gòu)造方法~* test()方法
四、三種方式內(nèi)存地址比較=========
靜態(tài)代碼塊：staticStr=Hi,staticInt=2021
動(dòng)態(tài)代碼塊~
無(wú)參構(gòu)造方法~
比較結(jié)果=========
MyClass.class和Class.forName內(nèi)存地址比較是否相同：true
MyClass.class和new MyClass().getClass內(nèi)存地址比較是否相同：true
Class.forName和new MyClass().getClass內(nèi)存地址比較是否相同：true
通過(guò)test1、test2、test3的測(cè)試結(jié)果驗(yàn)證了2.1 三種方式及區(qū)別中黃色標(biāo)記部分的區(qū)別說(shuō)明，即：
MyClass.class不會(huì)做任何類的初始化工作Class.forName會(huì)進(jìn)行類的靜態(tài)初始化工作new MyClass().getClass靜態(tài)初始化和非靜態(tài)初始化工作都會(huì)進(jìn)行使用這三種方式任意一種最終在JVM加載到內(nèi)存中都會(huì)是內(nèi)存地址相同的
而test23組合得到的測(cè)試結(jié)果，說(shuō)明靜態(tài)代碼塊只會(huì)被加載一次~
講了這么多，除了知道基本原理和基本使用之外，更重要的還是要知道它的一些比較實(shí)際的應(yīng)用場(chǎng)景，往下介紹~
??三、Java反射機(jī)制的應(yīng)用場(chǎng)景有哪些？
??3.1 應(yīng)用場(chǎng)景
- 工廠模式中的簡(jiǎn)單工廠模式優(yōu)化
- 代理模式中的動(dòng)態(tài)代理方式實(shí)現(xiàn)
- Java JDBC數(shù)據(jù)庫(kù)操作
??3.2 簡(jiǎn)單工廠模式優(yōu)化
??3.2.1 什么是簡(jiǎn)單工廠模式？
Java中主要有23種設(shè)計(jì)模式，其中工廠模式就是其中一種，而簡(jiǎn)單工廠模式，顧名思義，也是屬于工廠模式中的一種，只不過(guò)比較簡(jiǎn)單。簡(jiǎn)單工廠模式也可以叫做靜態(tài)方法模式（因?yàn)楣S類一般都是在內(nèi)部定義了一個(gè)靜態(tài)方法）。
從現(xiàn)實(shí)生活角度來(lái)理解的話，工廠是專門負(fù)責(zé)生產(chǎn)產(chǎn)品的，同樣在設(shè)計(jì)模式中，簡(jiǎn)單工廠模式我們可以理解為專門負(fù)責(zé)生產(chǎn)對(duì)象的一個(gè)類，稱為“工廠類”。
??3.2.2 簡(jiǎn)單工廠模式有什么用？
簡(jiǎn)單工廠模式通過(guò)創(chuàng)建一個(gè)對(duì)應(yīng)的工廠類，將類實(shí)例化的操作與使用對(duì)象的操作進(jìn)行分開(kāi)，讓使用者不用知道具體參數(shù)就可以實(shí)例化出所需要的具體產(chǎn)品類，從而避免了在客戶端代碼中顯式指定，實(shí)現(xiàn)了解耦。即使用者可直接消費(fèi)產(chǎn)品而不需要知道其生產(chǎn)的細(xì)節(jié)~
??3.2.3 如何實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單工程模式？
實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單工程模式的核心是創(chuàng)建一個(gè)工廠類，并且在內(nèi)部定義了一個(gè)靜態(tài)方法，傳入不同的參數(shù)標(biāo)識(shí)通過(guò)switch進(jìn)行分組，通過(guò)new實(shí)例化創(chuàng)建不同的子類對(duì)象返回~
實(shí)現(xiàn)例子：
步驟1：創(chuàng)建抽象產(chǎn)品類
public interface Product {
public abstract void show();
}
步驟2：創(chuàng)建具體產(chǎn)品類：
public class ProductA implements Product {
@Override
public void show() {
System.out.println("生產(chǎn)了產(chǎn)品A");
}
}
public class ProductB implements Product {
@Override
public void show() {
System.out.println("生產(chǎn)了產(chǎn)品B");
}
}
public class ProductC implements Product {
@Override
public void show() {
System.out.println("生產(chǎn)了產(chǎn)品C");
}
}
步驟3：創(chuàng)建簡(jiǎn)單工廠類
public class SimpleFactory {
/**
* 實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單工廠模式
* @param pName 產(chǎn)品標(biāo)識(shí)
* @return 返回具體的產(chǎn)品
*/
public static Product createProduct(String pName){
switch (pName){
case "A":
return new ProductA();
case "B":
return new ProductB();
case "C":
return new ProductC();
default:
return null;
}
}
}
步驟4：調(diào)用簡(jiǎn)單工廠類
public class SimpleFactoryTest {
public static void main(String[] args) {
try {
SimpleFactory.createProduct("A").show();
} catch (NullPointerException e) {
System.out.println("沒(méi)有A這款產(chǎn)品，無(wú)法生產(chǎn)~");
}
try {
SimpleFactory.createProduct("B").show();
} catch (NullPointerException e) {
System.out.println("沒(méi)有B這款產(chǎn)品，無(wú)法生產(chǎn)~");
}
try {
SimpleFactory.createProduct("C").show();
} catch (NullPointerException e) {
System.out.println("沒(méi)有C這款產(chǎn)品，無(wú)法生產(chǎn)~");
}
try {
SimpleFactory.createProduct("D").show();
} catch (NullPointerException e) {
System.out.println("沒(méi)有D這款產(chǎn)品，無(wú)法生產(chǎn)~");
}
}
}
??3.2.4 簡(jiǎn)單工廠模式優(yōu)化
（1）簡(jiǎn)單工廠模式弊端
- 操作成本高：每增加一個(gè)接口的子類，必須修改工廠類的邏輯
- 系統(tǒng)復(fù)雜性提高：每增加一個(gè)接口的子類，都必須向工廠類添加邏輯
這兩點(diǎn)弊端從前面的例子SimpleFactory工廠類的實(shí)現(xiàn)，可以看出簡(jiǎn)單工廠模式中對(duì)工廠類SimpleFactory的維護(hù)成本有點(diǎn)大，因?yàn)閷?shí)際中可能會(huì)很頻繁的去更新具體產(chǎn)品類，每一次變更都需要去修改工廠類，此時(shí)就可以利用Java反射機(jī)制對(duì)簡(jiǎn)單工廠模式進(jìn)行優(yōu)化~
（2）簡(jiǎn)單工廠模式的優(yōu)化思路
采用Java反射機(jī)制，通過(guò)傳入子類全局定名（包名+類名） 動(dòng)態(tài)的創(chuàng)建不同的子類對(duì)象實(shí)例，從而使得在不增加產(chǎn)品接口子類和修改工廠類的邏輯的情況下還能實(shí)現(xiàn)了工廠類對(duì)子類實(shí)例對(duì)象的統(tǒng)一創(chuàng)建~
（3）簡(jiǎn)單工廠模式的優(yōu)化步驟
步驟1：創(chuàng)建工廠類
采用Java反射機(jī)制對(duì)工廠類進(jìn)行優(yōu)化，主要是將className即子類全局定名（包名+類名）作為入?yún)?，通過(guò)Class.forName方式獲取類的java.lang.Class實(shí)例對(duì)象，再通過(guò)Class實(shí)例對(duì)象的getInstance方法獲取到具體子類的實(shí)例對(duì)象~
public class Factory {
public static Product getInstance(String className) {
Product realProduct = null;
try {
Class pClass = Class.forName(className);
realProduct = (Product) pClass.newInstance();
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
}
return realProduct;
}
}
步驟2：調(diào)用工廠類
public class FactoryTest {
public static void main(String[] args) {
try {
Product productA = Factory.getInstance("com.justin.java.lang.ProductA");
productA.show();
} catch (NullPointerException e) {
System.out.println("沒(méi)有A這款產(chǎn)品，無(wú)法生產(chǎn)~");
}
try {
Product productB = Factory.getInstance("com.justin.java.lang.ProductB");
productB.show();
} catch (NullPointerException e) {
System.out.println("沒(méi)有B這款產(chǎn)品，無(wú)法生產(chǎn)~");
}
try {
Product productC = Factory.getInstance("com.justin.java.lang.ProductC");
productC.show();
} catch (NullPointerException e) {
System.out.println("沒(méi)有C這款產(chǎn)品，無(wú)法生產(chǎn)~");
}
try {
Product productD = Factory.getInstance("com.justin.java.lang.ProductD");
productD.show();
} catch (Exception e) {
System.out.println("沒(méi)有D這款產(chǎn)品，無(wú)法生產(chǎn)~");
}
}
}
優(yōu)化結(jié)果：
使用Java反射機(jī)制優(yōu)化簡(jiǎn)單工廠模式后，可以看到，不論具體產(chǎn)品類更新多頻繁，都不需要再修改工廠類，從而解決了普通簡(jiǎn)單工廠模式操作成本高和系統(tǒng)復(fù)雜性高的問(wèn)題~
??3.2.5 簡(jiǎn)單工廠模式再次優(yōu)化
（1）再次優(yōu)化背景
簡(jiǎn)單工廠模式的工廠類采用Java反射機(jī)制進(jìn)行優(yōu)化后，此時(shí)的仍然存在這樣一個(gè)問(wèn)題，子類的全局定名（包名+類名）是寫(xiě)死的，但是實(shí)際上開(kāi)發(fā)者在寫(xiě)代碼時(shí)是很難提前預(yù)知所有的子類的全局定名（包名+類名）的，因此需要進(jìn)行二次優(yōu)化~
（2）再次優(yōu)化實(shí)現(xiàn)思路
通過(guò)配置文件方式，統(tǒng)一定義類名對(duì)應(yīng)全局定名（包名+類名），將配置文件存放到資源目錄下，程序運(yùn)行時(shí)通過(guò)ClassLoader類加載器動(dòng)態(tài)獲取到配置文件中定義的子類的全局定名~
（3）再次優(yōu)化實(shí)現(xiàn)步驟
再次優(yōu)化步驟1：相關(guān)優(yōu)化與第一次優(yōu)化保持不變~
再次優(yōu)化步驟2：配置類名對(duì)應(yīng)全局定名（包名+類名）
創(chuàng)建屬性配置文件Product.properties
//產(chǎn)品抽象類Product相關(guān)子類的全局定名（包名+類名）定義 ProductA = com.justin.java.lang.ProductA ProductB = com.justin.java.lang.ProductB ProductC = com.justin.java.lang.ProductC
注意：將Product.properties需要存放在src/main/resources資源目錄下，若資源目錄不存在則需要手動(dòng)創(chuàng)建~
再次優(yōu)化步驟3：修改調(diào)用工廠類
public class FactoryTest {
@Test
public void test() throws IOException {
ClassLoader classLoader = this.getClass().getClassLoader();
Properties prop = new Properties();
prop.load(classLoader.getResourceAsStream("Product.properties"));
String className = "";
try {
className = prop.getProperty("ProductA");
Product productA = Factory.getInstance(className);
productA.show();
} catch (NullPointerException e) {
System.out.println("沒(méi)有A這款產(chǎn)品，無(wú)法生產(chǎn)~");
}
try {
className = prop.getProperty("ProductB");
Product productA = Factory.getInstance(className);
productA.show();
} catch (NullPointerException e) {
System.out.println("沒(méi)有B這款產(chǎn)品，無(wú)法生產(chǎn)~");
}
try {
className = prop.getProperty("ProductC");
Product productA = Factory.getInstance(className);
productA.show();
} catch (NullPointerException e) {
System.out.println("沒(méi)有C這款產(chǎn)品，無(wú)法生產(chǎn)~");
}
}
}
運(yùn)行結(jié)果：
生產(chǎn)了產(chǎn)品A
生產(chǎn)了產(chǎn)品B
生產(chǎn)了產(chǎn)品C
??3.3 代理模式中的動(dòng)態(tài)代理實(shí)現(xiàn)
public class FactoryTest {
@Test
public void test() throws IOException {
ClassLoader classLoader = this.getClass().getClassLoader();
Properties prop = new Properties();
prop.load(classLoader.getResourceAsStream("Product.properties"));
String className = "";
try {
className = prop.getProperty("ProductA");
Product productA = Factory.getInstance(className);
productA.show();
} catch (NullPointerException e) {
System.out.println("沒(méi)有A這款產(chǎn)品，無(wú)法生產(chǎn)~");
}
try {
className = prop.getProperty("ProductB");
Product productA = Factory.getInstance(className);
productA.show();
} catch (NullPointerException e) {
System.out.println("沒(méi)有B這款產(chǎn)品，無(wú)法生產(chǎn)~");
}
try {
className = prop.getProperty("ProductC");
Product productA = Factory.getInstance(className);
productA.show();
} catch (NullPointerException e) {
System.out.println("沒(méi)有C這款產(chǎn)品，無(wú)法生產(chǎn)~");
}
}
}
??3.3.1 什么是代理模式？
代理（Proxy）模式是一種設(shè)計(jì)模式，通過(guò)代理對(duì)象來(lái)訪問(wèn)目標(biāo)對(duì)象，還可以在不修改目標(biāo)對(duì)象的情況下，對(duì)代理對(duì)象進(jìn)行拓展，增強(qiáng)目標(biāo)對(duì)象的功能~
什么？還是不太理解？
更通俗一點(diǎn)的說(shuō)代理模式，就是想做某件事（買火車票），自己能買（直接去火車站買），卻委托別人去買（沒(méi)空還是代理點(diǎn)買吧），還可以讓別人幫自己做其他事（訂好酒店）~
代理模式又分為靜態(tài)代理、動(dòng)態(tài)代理，往下介紹~
??3.3.2 什么是靜態(tài)代理？
（1）靜態(tài)代理屬于代理模式的一種代理方式，需要代理對(duì)象和目標(biāo)對(duì)象實(shí)現(xiàn)相同的接口
（2）靜態(tài)代理的代理類是由程序員編寫(xiě)源碼，編譯后即可獲取到代理類的class字節(jié)碼文件，也就是在程序運(yùn)行前就已經(jīng)得到實(shí)際的代理類class字節(jié)碼文件了
??3.3.2 什么是動(dòng)態(tài)代理？
動(dòng)態(tài)代理
（1）動(dòng)態(tài)代理也屬于代理模式的一種代理方式，不過(guò)只需要目標(biāo)對(duì)象實(shí)現(xiàn)接口，代理對(duì)象不需要實(shí)現(xiàn)接口~
（2）動(dòng)態(tài)代理的代理類編譯后是沒(méi)有class字節(jié)碼文件的，而是在運(yùn)行時(shí)利用Java反射機(jī)制動(dòng)態(tài)的生成代理類的class字節(jié)碼文件~
動(dòng)態(tài)代理最常用的是JDK原生動(dòng)態(tài)代理和cglib動(dòng)態(tài)代理，往下介紹~
JDK 原生動(dòng)態(tài)代理
JDK 原生動(dòng)態(tài)代理，主要利用了JDK API的java.lang.reflect.Proxy和java.lang.relfect.InnvocationHandler 這兩個(gè)類來(lái)實(shí)現(xiàn)~
通過(guò)java.lang.reflect.Proxy代理類的newProxyInstance方法，傳遞3個(gè)參數(shù)，分別是：
目標(biāo)對(duì)象的加載器 通過(guò)MyClass.getClass().getClassLoader方式獲取
目標(biāo)對(duì)象的實(shí)現(xiàn)接口類型 通過(guò)Object.getClass().getInterfaces()方式獲取
InnvocationHandler事件處理器 通過(guò)new取
例子：
用戶接口類IUserDao
public interface IUserDao {
//添加數(shù)據(jù)
public void insert();
}
目標(biāo)對(duì)象類UserDao
/**
* @program: DataStructures
* @description:
* @author: JustinQin
* @create: 2021/8/23 23:32
* @version: v1.0.0
**/
public class UserDao implements IUserDao{
@Override
public void insert() {
System.out.println("添加數(shù)據(jù)");
}
}
動(dòng)態(tài)代理類UserProxy
/**
* @program: Jdk1.8Test
* @description: 動(dòng)態(tài)代理類
* @author: JustinQin
* @create: 2021/8/23 23:31
* @version: v1.0.0
**/
public class UserProxy {
private Object target; //目標(biāo)對(duì)象
public UserProxy(Object target) {
this.target = target;
}
/**
* 利用JDK API獲取到代理對(duì)象
* @return
*/
public Object getProxyInstance() {
//目標(biāo)對(duì)象的加載器
ClassLoader loader = target.getClass().getClassLoader();
//目標(biāo)對(duì)象的實(shí)現(xiàn)接口類型
Class<?>[] interfaces = target.getClass().getInterfaces();
//InnvocationHandler事件處理器實(shí)例對(duì)象
InvocationHandler h = new InvocationHandler() {
@Override
public Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args) throws Throwable {
System.out.println("添加數(shù)據(jù)前：手動(dòng)開(kāi)啟事務(wù)");
// 執(zhí)行目標(biāo)對(duì)象方法
Object value = method.invoke(target, args);
System.out.println("添加數(shù)據(jù)后：手動(dòng)提交事務(wù)");
return null;
}
};
//傳入3個(gè)參數(shù)，創(chuàng)建代理類的實(shí)例對(duì)象，并返回
return Proxy.newProxyInstance(loader, interfaces,h);
}
}
動(dòng)態(tài)代理單元測(cè)試類
/**
* @program: 動(dòng)態(tài)代理單元測(cè)試類
* @description:
* @author: JustinQin
* @create: 2021/8/23 23:42
* @version: v1.0.0
**/
public class UserProxyTest {
@Test
public void test() {
IUserDao target = new UserDao();
System.out.println("目標(biāo)對(duì)象信息：" + target.getClass());
//獲取代理類實(shí)例對(duì)象
IUserDao proxy = (IUserDao) new UserProxy(target).getProxyInstance();
System.out.println("代理對(duì)象信息：" + proxy.getClass());
//執(zhí)行代理方法
proxy.insert();
}
}
單元測(cè)試執(zhí)行結(jié)果
目標(biāo)對(duì)象信息：class com.justin.java.reflect.UserDao
代理對(duì)象信息：class com.sun.proxy.$Proxy2
添加數(shù)據(jù)前：手動(dòng)開(kāi)啟事務(wù)
添加數(shù)據(jù)
添加數(shù)據(jù)后：手動(dòng)提交事務(wù)
cglib動(dòng)態(tài)代理
cglib (Code Generation Library )是一個(gè)第三方代碼生成類庫(kù)，運(yùn)行時(shí)在內(nèi)存中動(dòng)態(tài)生成一個(gè)子類對(duì)象從而實(shí)現(xiàn)對(duì)目標(biāo)對(duì)象功能的擴(kuò)展。
Spring AOP結(jié)合了cglib動(dòng)態(tài)代理和JDK原生動(dòng)態(tài)代理來(lái)實(shí)現(xiàn)，這里不過(guò)多介紹，有興趣小伙伴可以查閱資料學(xué)習(xí)下~
??3.3.3 動(dòng)態(tài)代理中如何利用Java反射機(jī)制？
JDK原生動(dòng)態(tài)代理中，獲取代理示例對(duì)象過(guò)程中，獲取目標(biāo)對(duì)象的類加載器，通過(guò)
target.getClass().getClassLoader(獲取到目標(biāo)對(duì)象的類加載器，target.getClass()方式獲取目標(biāo)對(duì)象的Class實(shí)例對(duì)象使用的就是Java反射機(jī)制來(lái)實(shí)現(xiàn)的~
??3.4 Java JDBC數(shù)據(jù)庫(kù)操作實(shí)現(xiàn)
??3.4.1 利用反射加載JDBC驅(qū)動(dòng)
相信很多小伙伴都知道Java JDBC連接數(shù)據(jù)庫(kù)主要分為七大步驟，其中第一步加載JDBC驅(qū)動(dòng)，利用Java反射機(jī)制通過(guò)傳入不同的驅(qū)動(dòng)名稱，加載不同數(shù)據(jù)庫(kù)的驅(qū)動(dòng)~
Class.forName("com.mysql.jdbc.Driver"); //加載MySQL驅(qū)動(dòng)
Class.forName("oracle.jdbc.driver.OracleDriver"); //加載Oracle驅(qū)動(dòng)
鏈接：Mysql驅(qū)動(dòng)架包mysql-connector-java-5.1.30.jar
鏈接：Oracle驅(qū)動(dòng)架包ojdbc14-10.2.0.4.0.jar
??3.4.2 Java JDBC連接示例
創(chuàng)建測(cè)試庫(kù)表及數(shù)據(jù)
create DATABASE test;
-- DROP TABLE IF EXISTS test.user;
create table test.user(
id int(7) primary key not null auto_increment,
name varchar(255),
sex char(1),
age int(3)
)ENGINE=InnoDB DEFAULT CHARSET=utf8 COLLATE=utf8_general_ci;
insert into TEST.user(name,sex,age) values('張一','男',21);
insert into TEST.user(name,sex,age) values('張二','女',22);
insert into TEST.user(name,sex,age) values('張三','男',23);
Java MySQL JDBC連接七大步驟~
public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException, SQLException {
//1.加載JDBC驅(qū)動(dòng)
Class.forName("com.mysql.jdbc.Driver");
//2.獲取數(shù)據(jù)庫(kù)的連接（Connection）對(duì)象
Connection connection = DriverManager.getConnection(
"jdbc:mysql://localhost/test", //mysql連接url,test表示你要連接的數(shù)據(jù)庫(kù)名
"root", //數(shù)據(jù)庫(kù)用戶名
"abc@123456"); //密碼
//3.獲取數(shù)據(jù)庫(kù)的操作（PrepareStatement）對(duì)象
PreparedStatement prepareStatement = connection.prepareStatement("select * from TEST.user where id = ?");
//4.設(shè)置傳入?yún)?shù)
prepareStatement.setInt(1, 1);
//5.上傳sql語(yǔ)句到服務(wù)器執(zhí)行（excute），并返回結(jié)果集（ResultSet）
ResultSet result = prepareStatement.executeQuery();
//6.處理返回的ResultSet結(jié)果集
while (result.next()) {
System.out.print(result.getInt("id") + ",");
System.out.print(result.getString("name") + ",");
System.out.print(result.getString("sex") + ",");
System.out.print(result.getInt("age"));
System.out.print("\n");
}
//7.釋放相關(guān)資源:Connection對(duì)象、PrepareStatement對(duì)象、ResultSet對(duì)象。
connection.close();
prepareStatement.close();
result.close();
}
執(zhí)行結(jié)果：
1,張一,男,21
Java Oracle JDBC連接七大步驟~
public class JdbcOracleTest {
public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException, SQLException {
//1.加載JDBC驅(qū)動(dòng)
Class.forName("oracle.jdbc.driver.OracleDriver");
//2.獲取數(shù)據(jù)庫(kù)的連接（Connection）對(duì)象
Connection connection = DriverManager.getConnection(
"jdbc:oracle:thin:@127.0.0.1:1521:orcl", //oracle連接url
"root", //數(shù)據(jù)庫(kù)用戶名
"abc@123456"); //密碼
//3.獲取數(shù)據(jù)庫(kù)的操作（PrepareStatement）對(duì)象
PreparedStatement prepareStatement = connection.prepareStatement("select * from TEST.user where id = ?");
//4.設(shè)置傳入?yún)?shù)
prepareStatement.setInt(1, 1);
//5.上傳sql語(yǔ)句到服務(wù)器執(zhí)行（excute），并返回結(jié)果集（ResultSet）
ResultSet result = prepareStatement.executeQuery();
//6.處理返回的ResultSet結(jié)果集
while (result.next()) {
System.out.print(result.getInt("id")+",");
System.out.print(result.getString("name")+",");
System.out.print(result.getString("sex")+",");
System.out.print(result.getInt("age"));
System.out.print("\n");
}
//7.釋放相關(guān)資源:Connection對(duì)象、PrepareStatement對(duì)象、ResultSet對(duì)象。
connection.close();
prepareStatement.close();
result.close();
}
}
PS：上面通過(guò)Java JDBC連接數(shù)據(jù)庫(kù)并進(jìn)行操作，這里的連接是單一連接，直接通過(guò)DriverManager.getConnection這種Java原生的數(shù)據(jù)庫(kù)連接方式建立的連接，現(xiàn)在實(shí)際的Java Spring項(xiàng)目當(dāng)中，都是通過(guò)配置mybatis的數(shù)據(jù)庫(kù)連接池來(lái)實(shí)現(xiàn)的，不過(guò)原理都是一樣的，加載驅(qū)動(dòng)也是利用了Java反射機(jī)制指定不同的驅(qū)動(dòng)名稱，實(shí)現(xiàn)不同數(shù)據(jù)庫(kù)驅(qū)動(dòng)的加載~
數(shù)據(jù)庫(kù)連接池配置spring-mybatis.xml
<!-- 基于tomcat jdbc連接池的數(shù)據(jù)源 -->
<bean id="dataSource" class="com.justin.datasource.TomcatDataSource" init-method="createPool">
<!-- 基于dbcp連接池的數(shù)據(jù)源
<bean id="dataSource" class="com.justin.datasource.DbcpDataSource" destroy-method="close"> -->
<!-- 基于阿里druid連接池的數(shù)據(jù)源
<bean id="dataSource" class="com.justin.datasource.DruidDataSource" destroy-method="close"> -->
<property name="driverClassName" value="${app-data-source.driverClassName}" />
<property name="url" value="${app-data-source.url}" />
<property name="username" value="${app-data-source.username}" />
<property name="password" value="${app-data-source.password}" />
<!-- 初始化連接大小 -->
<property name="initialSize" value="${app-data-source.initialSize}" />
<!-- 連接池最大數(shù)量 -->
<property name="maxActive" value="${app-data-source.maxActive}" />
<!-- 連接池最大空閑 -->
<property name="maxIdle" value="${app-data-source.maxIdle}" />
<!-- 連接池最小空閑 -->
<property name="minIdle" value="${app-data-source.minIdle}" />
<!-- 獲取連接最大等待時(shí)間 -->
<property name="maxWait" value="${app-data-source.maxWait}" />
</bean>
數(shù)據(jù)庫(kù)配置信息jdbc.propertis
#數(shù)據(jù)庫(kù)連接驅(qū)動(dòng) app-data-source.driverClassName=com.mysql.jdbc.Driver #數(shù)據(jù)庫(kù)連接url app-data-source.url=jdbc:mysql://localhost:3306/test?useSSL=false&characterEncoding=UTF-8 #數(shù)據(jù)庫(kù)用戶 app-data-source.username=root #數(shù)據(jù)庫(kù)用戶密碼(加密) app-data-source.password=abc@123456 #連接池初始化大小 app-data-source.initialSize=10 #連接池最大數(shù)量 app-data-source.maxActive=50 #連接池最大空閑 app-data-source.maxIdle=20 #連接池最小空閑 app-data-source.minIdle=5 #獲取連接最大等待時(shí)間 app-data-source.maxWait=30000
面試總結(jié)
一、Java反射機(jī)制是什么？
1、Java反射機(jī)制（Java Reflection）是Java語(yǔ)言中一種動(dòng)態(tài)（運(yùn)行時(shí)）訪問(wèn)、檢測(cè) & 修改它本身的能力，主要作用是動(dòng)態(tài)（運(yùn)行時(shí)）獲取類的完整結(jié)構(gòu)信息 & 調(diào)用對(duì)象的方法~
更簡(jiǎn)單點(diǎn)的說(shuō)就是Java程序在運(yùn)行時(shí)（動(dòng)態(tài)）通過(guò)創(chuàng)建一個(gè)類的反射對(duì)象，再對(duì)類進(jìn)行相關(guān)操作，比如：
- 獲取該對(duì)象的成員變量 & 賦值
- 調(diào)用該對(duì)象的方法（含構(gòu)造方法，有參/無(wú)參）
- 判斷該對(duì)象所屬的類
2、更通俗點(diǎn)的說(shuō)，我們使用某個(gè)類，都會(huì)知道這個(gè)類，以及要用它來(lái)做什么，可以直接通過(guò)new實(shí)例化創(chuàng)建對(duì)象，然后使用這個(gè)對(duì)象對(duì)類進(jìn)行操作，這個(gè)就屬于正射~
3、而反射則是一開(kāi)始并不知道要初始化的是什么類，無(wú)法使用new來(lái)實(shí)例化創(chuàng)建對(duì)象，主要是通過(guò)JDK提供的反射API來(lái)實(shí)現(xiàn)，在運(yùn)行時(shí)才知道要操作的是什么類，并且可以獲取到類的完整構(gòu)造以及調(diào)用對(duì)應(yīng)的方法，這就是反射~
二、Java反射機(jī)制中獲取Class的三種方式及區(qū)別？
1、獲取類的java.lang.Class實(shí)例對(duì)象，常見(jiàn)的三種方式分別為：
- 通過(guò)MyClass.class獲取
- 通過(guò)Class.forName("類的全局定名")獲取
- 通過(guò)new MyClass().getClass()獲取
2、通過(guò)MyClass.class獲取，JVM會(huì)使用ClassLoader類加載器將類加載到內(nèi)存中，但并不會(huì)做任何類的初始化工作，返回java.lang.Class對(duì)象
3、通過(guò)Class.forName("類的全局定名")獲取，同樣，類會(huì)被JVM加載到內(nèi)存中，并且會(huì)進(jìn)行類的靜態(tài)初始化工作，返回java.lang.Class對(duì)象
4、通過(guò)new MyClass().getClass()獲取，這種方式使用了new進(jìn)行實(shí)例化操作，因此== 靜態(tài)初始化和非靜態(tài)初始化工作都會(huì)進(jìn)行 == ，getClass方法屬于頂級(jí)Object類中的方法，任何子類對(duì)象都可以調(diào)用，哪個(gè)子類調(diào)用，就返回那個(gè)子類的java.lang.Class對(duì)象
5、這3種方式，最終在JVM堆區(qū)對(duì)應(yīng)類的java.lang.Class對(duì)象都屬于同一個(gè)，也就是內(nèi)存地址相同，進(jìn)行==雙等號(hào)比較結(jié)果為true，原因是JVM類加載過(guò)程中使用的是同一個(gè)ClassLoader類加載器加載某個(gè)類，不論加載多少次，生成到堆區(qū)的java.lang.Class對(duì)象始終只有一個(gè)，除非自定義類加載器，破壞JVM的雙親委派機(jī)制，使得同一個(gè)類被不同類加載器加載，JVM才會(huì)把它當(dāng)做兩個(gè)不同的java.lang.Class對(duì)象
三、Java反射機(jī)制的應(yīng)用場(chǎng)景有哪些？
- 工廠模式中的簡(jiǎn)單工廠模式優(yōu)化
- 代理模式中的動(dòng)態(tài)代理方式實(shí)現(xiàn)
- Java JDBC數(shù)據(jù)庫(kù)操作
總結(jié)
到此這篇關(guān)于Java反射機(jī)制原理、Class獲取方式以及應(yīng)用場(chǎng)景的文章就介紹到這了,更多相關(guān)Java反射原理及Class獲取內(nèi)容請(qǐng)搜索腳本之家以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章希望大家以后多多支持腳本之家！
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