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Java反射机制和动态代理 主题: 章节内容 代理模式 2 4 Java反射机制 3 1 动态代理 3 3 概 述 本课程主要讲述Java反射机制与设计模式之 一：代理模式的原理与应用 同时详细讲述了Java对代理模式的支持以及 Java中动态代理的原理，应用与实践 目录 Java反射机制 代理模式 Java 语言的反射机制 在Java运行时环境中，对于任意一个类，能否 知道这个类有哪些属性和方法？对于任意一个 对象，能否调用它的任意一个方法？答案是肯 定的。这种动态获取类的信息以及动态调用对 象的方法的功能来自于Java 语言的反射（ Reflection）机制。 Java 反射机制主要提供了以下功能 Java 语言的反射机制 在运行时判断任意一个对象所属的类。 在运行时构造任意一个类的对象。 在运行时判断任意一个类所具有的成员变量和 方法。 在运行时调用任意一个对象的方法 Java 语言的反射机制 Reflection 是Java被视为动态语言的一个关键性 质。这个机制允许程序在运行时透过Reflection APIs取得任何一个已知名称的class的内部信息 ，包括其modifiers（诸如public, static 等等）、 superclass（例如Object）、实现之interfaces（ 例如Serializable），也包括fields和methods的所 有信息，并可于运行时改变fields内容或调用 methods Java Reflection API 简介 在JDK中，主要由以下类来实现Java反射 机制，这些类都位于java.lang.reflect包中 Class类：代表一个类。 Field 类：代表类的成员变量（成员变量也 称为类的属性）。 Method类：代表类的方法。 Constructor 类：代表类的构造方法。 “Class” class 众所周知Java有个Object class，是所有Java classes的继承根源，其内声明了数个应该在所 有Java class中被改写的methods：hashCode()、 equals()、clone()、toString()、getClass()等。其 中getClass()返回一个Class object。 “Class” class Class class十分特殊。它和一般classes一样继承 自Object，其实体用以表达Java程序运行时的 classes和interfaces，也用来表达enum、array、 primitive Java types （boolean, byte, char, short, int, long, float, double）以及关键词void。当一个class被加载 ，或当加载器（class loader）的defineClass()被 JVM调用，JVM 便自动产生一个Class object。 如果您想借由“修改Java标准库源码”来观察 Class object的实际生成时机（例如在Class的 constructor内添加一个println()），不能够！因 为Class并没有public constructor “Class” class Class是Reflection起源。针对任何您想探 勘的class，唯有先为它产生一个Class object，接下来才能经由后者唤起为数十 多个的Reflection APIs “Class” object的取得途径 Java允许我们从多种途径为一个class生成 对应的Class object “Class” object的取得途径 Java Reflection API 简介 例程DumpMethods类演示了Reflection API的基 本作用，它打印一个类所具有的方法信息 Java Reflection API 简介 例程ReflectTester 类进一步演示了Reflection API的基本使用方法。ReflectTester类有一个 copy(Object object)方法，这个方法能够创建一 个和参数object 同样类型的对象，然后把object 对象中的所有属性拷贝到新建的对象中，并将 它返回 这个例子只能复制简单的JavaBean，假定 JavaBean 的每个属性都有public 类型的 getXXX()和setXXX()方法。 Java Reflection API 简介 ReflectTester 类的copy(Object object)方法 依次执行以下步骤 （1）获得对象的类型： Class classType=object.getClass(); System.out.println(“Class:“+classType.getNam e(); Java Reflection API 简介 在java.lang.Object 类中定义了getClass() 方法，因此对于任意一个Java对象，都可 以通过此方法获得对象的类型。Class类 是Reflection API 中的核心类，它有以下 方法 getName()：获得类的完整名字。 getFields()：获得类的public类型的属性。 getDeclaredFields()：获得类的所有属性。 getMethods()：获得类的public类型的方法。 getDeclaredMethods()：获得类的所有方法。 Java Reflection API 简介 getMethod(String name, Class parameterTypes) ：获得类的特定方法，name参数指定方法的名 字，parameterTypes 参数指定方法的参数类型 。 getConstructors()：获得类的public类型的构造 方法。 getConstructor(Class parameterTypes)：获得类 的特定构造方法，parameterTypes 参数指定构 造方法的参数类型。 newInstance()：通过类的不带参数的构造方法 创建这个类的一个对象。 Java Reflection API 简介 2）通过默认构造方法创建一个新对象： Object objectCopy=classType.getConstructor(new Class).newInstance(new Object); 以上代码先调用Class类的getConstructor()方法 获得一个Constructor 对象，它代表默认的构造 方法，然后调用Constructor对象的 newInstance()方法构造一个实例。 Java Reflection API 简介 （3）获得对象的所有属性： Field fields=classType.getDeclaredFields(); Class 类的getDeclaredFields()方法返回类的所有 属性，包括public、protected、默认和private访 问级别的属性 Java Reflection API 简介 在例程InvokeTester类的main()方法中，运用反 射机制调用一个InvokeTester对象的add()和 echo()方法 Java Reflection API 简介 add()方法的两个参数为int 类型，获得表示 add()方法的Method对象的代码如下： Method addMethod=classType.getMethod(“add“,new Classint.class,int.class); Method类的invoke(Object obj,Object args)方法 接收的参数必须为对象，如果参数为基本类型 数据，必须转换为相应的包装类型的对象。 invoke()方法的返回值总是对象，如果实际被 调用的方法的返回类型是基本类型数据，那么 invoke()方法会把它转换为相应的包装类型的 对象，再将其返回 Java Reflection API 简介 在本例中，尽管InvokeTester 类的add()方法的 两个参数以及返回值都是int类型，调用add Method 对象的invoke()方法时，只能传递 Integer 类型的参数，并且invoke()方法的返回 类型也是Integer 类型，Integer 类是int 基本类 型的包装类： Object result=addMethod.invoke(invokeTester, new Objectnew Integer(100),new Integer(200); System.out.println(Integer)result); /result 为 Integer类型 目录 Java反射机制 代理模式 代理模式 代理模式的作用是：为其他对象提供一种代理 以控制对这个对象的访问。 在某些情况下，一个客户不想或者不能直接引 用另一个对象，而代理对象可以在客户端和目 标对象之间起到中介的作用 代理模式 代理模式一般涉及到的角色有 抽象角色：声明真实对象和代理对象的共同 接口 代理角色：代理对象角色内部含有对真实对 象的引用，从而可以操作真实对象，同时代 理对象提供与真实对象相同的接口以便在任 何时刻都能代替真实对象。同时，代理对象 可以在执行真实对象操作时，附加其他的操 作，相当于对真实对象进行封装 真实角色：代理角色所代表的真实对象，是 我们最终要引用的对象 代理模式 参见程序Subject.java 参见程序RealSubject.java 参见程序ProxySubject.java 参见程序Client.java 代理模式 由以上代码可以看出，客户实际需要调用的是 RealSubject类的request()方法，现在用 ProxySubject来代理 RealSubject类，同样达到目的 ，同时还封装了其他方法 (preRequest(),postRequest()，可以处理一些其他问 题。 另外，如果要按照上述的方法使用代理模式，那 么真实角色必须是事先已经存在的，并将其作为 代理对象的内部属性。但是实际使用时，一个真 实角色必须对应一个 代理角色，如果大量使用会 导致类的急剧膨胀；此外，如果事先并不知道真 实角色，该如何使用代理呢？这个问题可以通过 Java的动态代理类来解决 动态代理类 Java动态代理类位于java.lang.reflect包下，一般主 要涉及到以下两个类： (1)Interface InvocationHandler：该接口中仅定义了 一个方法 public object invoke(Object obj,Method method, Object args) 在实际使用时，第一个参数obj一般是指代理类， method是被代理的方法，如上例中的request()， args为该方法的参数数组。 这个抽象方法在代理 类中动态实现。 (2)Proxy：该类即为动态代理类，作用类似于上例 中的ProxySubject，其中主要包含以下内容 动态代理类 protected Proxy(InvocationHandler h)：构造函数， 用于给内部的h赋值。 static Class getProxyClass (ClassLoader loader, Class interfaces)：获得一个代理类，其中loader 是类装载器，interfaces是真实类所拥有的全部接 口的数组。 static Object newProxyInstance(ClassLoader loader, Class interfaces, InvocationHandler h)：返回代理 类的一个实例，返回后的代理类可以当作被代理 类使用(可使用被代理类的在Subject接口中声明过 的方法) 动态代理类 通过这种方式，被代理的对象(RealSubject)可 以在运