java之反射机制

java语言运行通过程序化的方式间接对Class的对象实例操作，Class文件由类装载器装在后，在JVM中将形成一份描述Class结构的元信息对象，通过该元信息对象可以获知Class的结构信息：如构造函数、属性和方法等。Java允许用户借由这个Class相关的元信息对象间接调用Class对象的功能，这就为使用程序化方式操作Class兑现开辟了途径。

每一个类在JVM中都拥有一个对应的java.lang.class对象，它提供了类结构信息的描述。Class没有Public构造方法。Class对象是在装载类时由JVM通过调用类装载器中的defineClass()方法自动构造的。

Class只有一个私有的构造方法，只有java虚拟机能够创建Class对象。

/*
* Constructor. Only the Java Virtual Machine creates Class
* objects.
*/
private Class() {}

1 简单例子

public class Car {

private String brand;
private String color;
private int maxSpeed;

public Car(){}

public Car(String brand,String color,int maxSpeed){
this.brand = brand;
this.color = color;
this.maxSpeed = maxSpeed;
}

public void introduce(){
System.out.println("brand: "+brand+" ;  color: "+color+" ;  maxspeed: "+maxSpeed);
}

public String getBrand() {
return brand;
}

public void setBrand(String brand) {
this.brand = brand;
}

public String getColor() {
return color;
}

public void setColor(String color) {
this.color = color;
}

public int getMaxSpeed() {
return maxSpeed;
}

public void setMaxSpeed(int maxSpeed) {
this.maxSpeed = maxSpeed;
}

}

这个是一个普通的pojo类。我们用反射机制构建对象，并给对象属性赋值。

import java.lang.reflect.Constructor;
import java.lang.reflect.Method;

public class ReflectTest {
public static Car initByDefaultConst() throws Throwable{

ClassLoader loader = Thread.currentThread().getContextClassLoader();
Class clazz = loader.loadClass("com.baobaotao.reflect.Car");

Constructor cons = clazz.getDeclaredConstructor((Class[])null);
Car car = (Car)cons.newInstance();

Method setBrand = clazz.getMethod("setBrand", String.class);
setBrand.invoke(car, "红旗CA72");

Method setColor = clazz.getMethod("setColor", String.class);
setColor.invoke(car, "黑色");

Method setMaxSpeed = clazz.getMethod("setMaxSpeed", int.class);
setMaxSpeed.invoke(car, 200);

return car;

}

public static void main(String[] args) throws Throwable{
Car car = initByDefaultConst();
car.introduce();
System.out.println("current loader: " + car.getClass().getClassLoader());
//		ClassLoader loader = Thread.currentThread().getContextClassLoader();
//		System.out.println("current loader: "+ loader);
//		System.out.println("parent loader: "+ loader.getParent());
//		System.out.println("grandparent loader: "+loader.getParent().getParent());
}
}

输出结果：brand: 红旗CA72 ; color: 黑色 ; maxspeed: 200

current loader: sun.misc.Launcher$AppClassLoader@1372a1a

2 类装载器ClassLoader

2.1 ClassLoader工作机制

类装载器就是寻找类的字节码文件并构造出类在JVM内部表示的对象组件。Java中，ClassLoader把一个类装入虚拟机，需要下面的步骤：
1. 装载：查找和导入Class文件：
2. 链接：执行校验、准备和解析步骤，其中解析步骤是可以选择的；
a）检验：检查载入的Class文件数据的正确性；
b）准备：给类的静态变量分配存储空间；
c）解析：将符号引用转成直接引用；
3.初始化：对类的静态变量、静态代码块执行初始化操作。

类的装载工作由ClassLoader及其子类负责的，ClassLoader负责在运行时查找和装入Class字节码文件。JVM运行时共产生三个装载器：根装载器、ExtClassLoader（扩展类装载器）和AppClassLoader（系统类装载器）。其中，根装载器不是ClassLoader的子类，它是用C++编写的，我们在java中看不到它。根装载器负责装载核心类库。ExtClassLoader和AppClassLoader都是ClassLoader的子类，其中ExtClassLoader负责加载JRE扩展目录Ext中的JAR类包；AppClassLoader负责装载ClassPath路径下的类包。
JVM装载类的时候使用”全盘负责委托机制“，”全盘负责“是指当一个ClassLoader装载一个类的时候，除非显示地使用另一个ClassLoader，该类所依赖及引用也有这个ClassLoader载入；”委托机制“是指先委托父装载器寻找目标类，只有在找不到的情况下，才从自己的类路径中查找并装载目标类。这样做就比较安全了，如果有人编写了一个恶意的基础类（java.lang.String)并装载到JVM，会产生非常可怕的后果的。但，使用了 ”全盘负责委托机制“ 后，这个隐患就不存在了。