Java反射機(jī)制原理和Class獲取方式是什么

這篇文章主要講解了“Java反射機(jī)制原理和Class獲取方式是什么”，文中的講解內(nèi)容簡(jiǎn)單清晰，易于學(xué)習(xí)與理解，下面請(qǐng)大家跟著小編的思路慢慢深入，一起來研究和學(xué)習(xí)“Java反射機(jī)制原理和Class獲取方式是什么”吧！

員工經(jīng)過長(zhǎng)期磨合與沉淀，具備了協(xié)作精神，得以通過團(tuán)隊(duì)的力量開發(fā)出優(yōu)質(zhì)的產(chǎn)品。創(chuàng)新互聯(lián)公司堅(jiān)持“專注、創(chuàng)新、易用”的產(chǎn)品理念，因?yàn)椤皩Ｗ⑺詫I(yè)、創(chuàng)新互聯(lián)網(wǎng)站所以易用所以簡(jiǎn)單”。公司專注于為企業(yè)提供做網(wǎng)站、網(wǎng)站建設(shè)、微信公眾號(hào)開發(fā)、電商網(wǎng)站開發(fā)，微信小程序，軟件定制制作等一站式互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)服務(wù)。

Java反射機(jī)制原理和Class獲取方式是什么

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語言中一種動(dòng)態(tài)（運(yùn)行時(shí)）訪問、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)的說就是Java程序在運(yùn)行時(shí)（動(dòng)態(tài)）通過創(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/無參）

  • 判斷該對(duì)象所屬的類

PS：不過說實(shí)話，直接看比較官方的定義還是有點(diǎn)難理解，再來更加通俗點(diǎn)的說吧~

（2）一般情況下，我們使用某個(gè)類，都會(huì)知道這個(gè)類，以及要用它來做什么，可以直接通過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）而反射則是一開始并不知道要初始化的是什么類，無法使用new來實(shí)例化創(chuàng)建對(duì)象，主要是通過JDK提供的反射API來實(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)用過程
        Student student = new Student();
        student.setId(1);
        System.out.println("正射調(diào)用過程Student id:" + student.getId());

        //二、反射調(diào)用過程
        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)用過程Student id:" + getIdMethod.invoke(studentObj));
    }}

輸出結(jié)果：

正射調(diào)用過程Student id:1反射調(diào)用過程Student id:2

上述例子反射的調(diào)用過程，可以看到獲取一個(gè)類的反射對(duì)象，主要過程為：

  • 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)用過程中我們是通過Class.forName("類的全局定名")這種方式來獲取到類的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？

Java反射機(jī)制原理和Class獲取方式是什么

2.1 Class的幾種獲取方式

（1）獲取類的java.lang.Class實(shí)例對(duì)象，常見的三種方式分別為：

  • 通過MyClass.class獲取，這里的MyClass指具體類~~

  • 通過Class.forName("類的全局定名")獲取，全局定名為包名+類名

  • 通過new MyClass().getClass()獲取，這里的MyClass指具體類~

（2）通過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@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：trueMyClass.class和new MyClass().getClass內(nèi)存地址比較是否相同：trueClass.forName和new MyClass().getClass內(nèi)存地址比較是否相同：true

通過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？

Java反射機(jī)制原理和Class獲取方式是什么

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，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switch進(jìn)行分組，通過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("沒有A這款產(chǎn)品，無法生產(chǎn)~");
        }
        try {
            SimpleFactory.createProduct("B").show();
        } catch (NullPointerException e) {
            System.out.println("沒有B這款產(chǎn)品，無法生產(chǎn)~");
        }
        try {
            SimpleFactory.createProduct("C").show();
        } catch (NullPointerException e) {
            System.out.println("沒有C這款產(chǎn)品，無法生產(chǎn)~");
        }
        try {
            SimpleFactory.createProduct("D").show();
        } catch (NullPointerException e) {
            System.out.println("沒有D這款產(chǎn)品，無法生產(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Class.forName方式獲取類的java.lang.Class實(shí)例對(duì)象，再通過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("沒有A這款產(chǎn)品，無法生產(chǎn)~");
        }

        try {
            Product productB = Factory.getInstance("com.justin.java.lang.ProductB");
            productB.show();
        } catch (NullPointerException e) {
            System.out.println("沒有B這款產(chǎn)品，無法生產(chǎn)~");
        }

        try {
            Product productC = Factory.getInstance("com.justin.java.lang.ProductC");
            productC.show();
        } catch (NullPointerException e) {
            System.out.println("沒有C這款產(chǎn)品，無法生產(chǎn)~");
        }

        try {
            Product productD = Factory.getInstance("com.justin.java.lang.ProductD");
            productD.show();
        } catch (Exception e) {
            System.out.println("沒有D這款產(chǎn)品，無法生產(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)問題，子類的全局定名（包名+類名）是寫死的，但是實(shí)際上開發(fā)者在寫代碼時(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.ProductAProductB = com.justin.java.lang.ProductBProductC = 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("沒有A這款產(chǎn)品，無法生產(chǎn)~");
        }

        try {
            className = prop.getProperty("ProductB");
            Product productA = Factory.getInstance(className);
            productA.show();
        } catch (NullPointerException e) {
            System.out.println("沒有B這款產(chǎn)品，無法生產(chǎn)~");
        }

        try {
            className = prop.getProperty("ProductC");
            Product productA = Factory.getInstance(className);
            productA.show();
        } catch (NullPointerException e) {
            System.out.println("沒有C這款產(chǎn)品，無法生產(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)

Java反射機(jī)制原理和Class獲取方式是什么

3.3.1 什么是代理模式？

代理（Proxy）模式是一種設(shè)計(jì)模式，通過代理對(duì)象來訪問目標(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）~

Java反射機(jī)制原理和Class獲取方式是什么

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)類來實(shí)現(xiàn)~

通過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MyClass.getClass().getClassLoader方式獲取
目標(biāo)對(duì)象的實(shí)現(xiàn)接口類型 通過Object.getClass().getInterfaces()方式獲取
InnvocationHandler事件處理器 通過new實(shí)例化對(duì)象并重寫invoke方法方式獲取

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)代理來實(shí)現(xiàn)，這里不過多介紹，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)象過程中，獲取目標(biāo)對(duì)象的類加載器，通過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)

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，都是通過配置mybatis的數(shù)據(jù)庫(kù)連接池來實(shí)現(xiàn)的，不過原理都是一樣的，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語言中一種動(dòng)態(tài)（運(yùn)行時(shí)）訪問、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)的說就是Java程序在運(yùn)行時(shí)（動(dòng)態(tài)）通過創(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/無參）

  • 判斷該對(duì)象所屬的類

2、更通俗點(diǎn)的說，我們使用某個(gè)類，都會(huì)知道這個(gè)類，以及要用它來做什么，可以直接通過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、而反射則是一開始并不知道要初始化的是什么類，無法使用new來實(shí)例化創(chuàng)建對(duì)象，主要是通過JDK提供的反射API來實(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，常見的三種方式分別為：

  • 通過MyClass.class獲取

  • 通過Class.forName("類的全局定名")獲取

  • 通過new MyClass().getClass()獲取

2、通過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

感謝各位的閱讀，以上就是“Java反射機(jī)制原理和Class獲取方式是什么”的內(nèi)容了，經(jīng)過本文的學(xué)習(xí)后，相信大家對(duì)Java反射機(jī)制原理和Class獲取方式是什么這一問題有了更深刻的體會(huì)，具體使用情況還需要大家實(shí)踐驗(yàn)證。這里是創(chuàng)新互聯(lián)，小編將為大家推送更多相關(guān)知識(shí)點(diǎn)的文章，歡迎關(guān)注！

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