反射
一、概述：Reflection
Reflection（反射）是被视为动态语言的关键，反射机制允许程序在执行期借助于Reflection API取得任何类的内部信息，并能直接操作任意对象的内部属性及方法。
加载完类之后，在堆内存的方法区中就产生了一个Class类型的对象（一个类只有一个Class对象），这个对象就包含了完整的类的结构信息。我们可以通过这个对象看到类的结构。
正常方式：引入需要的”包类”名称--->通过new实例化--->取得实例化对象
反射方式：实例化对象--->getClass()方法--->得到完整的“包类”名称
动态语言和静态语言
1、动态语言:在运行时代码可以根据某些条件改变自身结构。主要动态语言：Object-C、C#、JavaScript、PHP、Python、Erlang。
2、静态语言:运行时结构不可变的语言就是静态语言。如Java、C、C++。
Java反射机制提供的功能
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
在运行时获取泛型信息
在运行时调用任意一个对象的成员变量和方法
在运行时处理注解
生成动态代理
反射相关的主要API
java.lang.Class:代表一个类
java.lang.reflect.Method:代表类的方法
java.lang.reflect.Field:代表类的成员变量
java.lang.reflect.Constructor:代表类的构造器
… …
二、理解Class类并获取Class实例
Class类：此类是Java反射的源头。
在Object类中定义了以下的方法，此方法将被所有子类继承：public final Class getClass()
一个 Class 对象包含了特定某个结构(class/interface/enum/annotation/primitive type/void/[])的有关信息。
Class本身也是一个类
Class 对象只能由系统建立对象
一个加载的类在 JVM 中只会有一个Class实例
一个Class对象对应的是一个加载到JVM中的一个.class文件
每个类的实例都会记得自己是由哪个 Class 实例所生成
通过Class可以完整地得到一个类中的所有被加载的结构
Class类是Reflection的根源，针对任何你想动态加载、运行的类，唯有先获得相应的Class对象
常用方法：
static Class forName(String name) 返回指定类名 name 的 Class 对象
Object newInstance() 调用缺省构造函数，返回该Class对象的一个实例
getName() 返回此Class对象所表示的实体（类、接口、数组类、基本类型或void）名称
Class getSuperClass() 返回当前Class对象的父类的Class对象
Class [] getInterfaces() 获取当前Class对象的接口
ClassLoader getClassLoader() 返回该类的类加载器
Class getSuperclass() 返回表示此Class所表示的实体的超类的Class
Constructor[] getConstructors() 返回一个包含某些Constructor对象的数组
Field[] getDeclaredFields() 返回Field对象的一个数组
Method getMethod(Stringname,Class … paramTypes) 返回一个Method对象，此对象的形参类型为paramType
获取Class实例
1）前提：若已知具体的类，通过类的class属性获取，该方法最为安全可靠，程序性能最高
实例：Class clazz = String.class;
2）前提：已知某个类的实例，调用该实例的getClass()方法获取Class对象
实例：Class clazz = “www.atguigu.com”.getClass();
3）前提：已知一个类的全类名，且该类在类路径下，可通过Class类的静态方法forName()获取，可能抛出ClassNotFoundException
实例：Class clazz = Class.forName(“java.lang.String”);
4）其他方式
ClassLoader cl = this.getClass().getClassLoader();
Class clazz4 = cl.loadClass(“类的全类名”);
哪些类型可以有Class对象
（1）class：外部类，成员(成员内部类，静态内部类)，局部内部类，匿名内部类
（2）interface：接口
（3）[]：数组
（4）enum：枚举
（5）annotation：注解@interface
（6）primitive type：基本数据类型
（7）void
三、类的加载与ClassLoader的理解
类的加载过程
类的加载(Load):将类的class文件读入内存，并为之创建一个java.lang.Class对象。此过程由类加载器完成
类的链接(Link):将类的二进制数据合并到JRE中.
类的初始化(Initialize):JVM负责对类进行初始化
ClassLoader
类加载器:
引导类加载器：用C++编写的，是JVM自带的类加载器，负责Java平台核心库，用来装载核心类库。该加载器无法直接获取
扩展类加载器：负责jre/lib/ext目录下的jar包或 –D java.ext.dirs 指定目录下的jar包装入工作库
系统类加载器：负责java –classpath 或 –Djava.class.path所指的目录下的类与jar包装入工作 ，是最常用的加载器
获取一个系统类加载器
//1.获取一个系统类加载器
ClassLoader classloader = ClassLoader.getSystemClassLoader();
System.out.println(classloader);
//2.获取系统类加载器的父类加载器，即扩展类加载器
classloader = classloader.getParent();
System.out.println(classloader);
//3.获取扩展类加载器的父类加载器，即引导类加载器
classloader = classloader.getParent();
System.out.println(classloader);
四、创建运行时类的对象-----调用Class对象的newInstance()方法
要 求： 1）类必须有一个无参数的构造器。
2）类的构造器的访问权限需要足够。
步骤如下：
1）通过Class类的getDeclaredConstructor(Class … parameterTypes)取得本类的指定形参类型的构造器
2）向构造器的形参中传递一个对象数组进去，里面包含了构造器中所需的各个参数。
3）通过Constructor实例化对象。
实例
//1.根据全类名获取对应的Class对象
String name = “atguigu.java.Person";
Class clazz = null;
clazz = Class.forName(name);
//2.调用指定参数结构的构造器，生成Constructor的实例
Constructor con = clazz.getConstructor(String.class,Integer.class);
//3.通过Constructor的实例创建对应类的对象，并初始化类属性
Person p2 = (Person) con.newInstance("Peter",20);
System.out.println(p2);
五、获取运行时类的完整结构（Field、Method、Constructor、Superclass、Interface、Annotation）
1.实现的全部接口
public Class<?>[] getInterfaces()确定此对象所表示的类或接口实现的接口。
2.所继承的父类
public Class<? Super T> getSuperclass()返回表示此 Class 所表示的实体（类、接口、基本类型）的父类的Class。
3.全部的构造器
public Constructor<T>[] getConstructors()返回此 Class 对象所表示的类的所有public构造方法。
public Constructor<T>[] getDeclaredConstructors()返回此 Class 对象表示的类声明的所有构造方法。
Constructor类中：
取得修饰符: public int getModifiers();
取得方法名称: public String getName();
取得参数的类型：public Class<?>[] getParameterTypes();
4.全部的方法
public Method[] getDeclaredMethods()返回此Class对象所表示的类或接口的全部方法
public Method[] getMethods()返回此Class对象所表示的类或接口的public的方法
Method类中：
public Class<?> getReturnType()取得全部的返回值
public Class<?>[] getParameterTypes()取得全部的参数
public int getModifiers()取得修饰符
public Class<?>[] getExceptionTypes()取得异常信息
5.全部的Field
public Field[] getFields()返回此Class对象所表示的类或接口的public的Field。
public Field[] getDeclaredFields()返回此Class对象所表示的类或接口的全部Field。
Field方法中：
public int getModifiers() 以整数形式返回此Field的修饰符
public Class<?> getType() 得到Field的属性类型
public String getName() 返回Field的名称。
6. Annotation相关
get Annotation(Class<T> annotationClass)
getDeclaredAnnotations()
7.泛型相关
获取父类泛型类型：Type getGenericSuperclass()
泛型类型：ParameterizedType
获取实际的泛型类型参数数组：getActualTypeArguments()
8.类所在的包 Package getPackage()
六、调用运行时类的指定结构
1.调用指定方法
1.通过Class类的getMethod(String name,Class…parameterTypes)方法取得一个Method对象，并设置此方法操作时所需要的参数类型。
2.之后使用Object invoke(Object obj, Object[] args)进行调用，并向方法中传递要设置的obj对象的参数信息。
Object invoke(Object obj, Object … args)
1.Object 对应原方法的返回值，若原方法无返回值，此时返回null
2.若原方法若为静态方法，此时形参Object obj可为null
3.若原方法形参列表为空，则Object[] args为null
4.若原方法声明为private,则需要在调用此invoke()方法前，显式调用方法对象的setAccessible(true)方法，将可访问private的方法。
2.调用指定属性
public Field getField(String name) 返回此Class对象表示的类或接口的指定的public的Field。
public Field getDeclaredField(String name)返回此Class对象表示的类或接口的指定的Field。
在Field中：
public Object get(Object obj) 取得指定对象obj上此Field的属性内容
public void set(Object obj,Object value) 设置指定对象obj上此Field的属性内容
3关于setAccessible方法的使用
Method和Field、Constructor对象都有setAccessible()方法。
setAccessible启动和禁用访问安全检查的开关。
参数值为true则指示反射的对象在使用时应该取消Java语言访问检查。
提高反射的效率。如果代码中必须用反射，而该句代码需要频繁的被调用，那么请设置为true。
使得原本无法访问的私有成员也可以访问
参数值为false则指示反射的对象应该实施Java语言访问检查。
七、反射的应用：动态代理
代理设计模式的原理:使用一个代理将对象包装起来, 然后用该代理对象取代原始对象。任何对原始对象的调用都要通过代理。代理对象决定是否以及何时将方法调用转到原始对象上。
动态代理是指客户通过代理类来调用其它对象的方法，并且是在程序运行时根据需要动态创建目标类的代理对象。
动态代理使用场合:
调试
远程方法调用
动态代理相比于静态代理的优点：
抽象角色中（接口）声明的所有方法都被转移到调用处理器一个集中的方法中处理，这样，我们可以更加灵活和统一的处理众多的方法。
Java动态代理相关API
Proxy ：专门完成代理的操作类，是所有动态代理类的父类。通过此类为一个或多个接口动态地生成实现类。
提供用于创建动态代理类和动态代理对象的静态方法。
static Class<?> getProxyClass(ClassLoader loader, Class<?>... interfaces) 创建一个动态代理类所对应的Class对象
static Object newProxyInstance(ClassLoader loader, Class<?>[] interfaces,InvocationHandler h) 直接创建一个动态代理对象
动态代理步骤
1.创建一个实现接口InvocationHandler的类，它必须实现invoke方法，以完成代理的具体操作。
2.创建被代理的类以及接口
3.通过Proxy的静态方法newProxyInstance(ClassLoader loader, Class[] interfaces, InvocationHandler h) 创建一个Subject接口代理
4.通过 Subject代理调用RealSubject实现类的方法
动态代理与AOP（Aspect Orient Programming)
AOP代理里的方法可以在执行目标方法之前、之后插入一些通用处理。
视频教程来源：https://www.bilibili.com/video/BV1Kb411W75N