二面京东被问到Java 反射,我直呼好家伙,这我不是必过吗?

Java架构没有996
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二面京东被问到Java 反射,我直呼好家伙,这我不是必过吗?用多久我会升职加薪、当上技术总监、迎娶漂亮学姐、走上人生巅峰!想想还有点小激动。

二面京东被问到Java 反射,我直呼好家伙,这我不是必过吗? 好了开始分享面试经历

说说你反射的理解

到底什么是反射呢???

反射的核心就是JVM在运行时才动态加载类或调用方法,访问属性,它不需要事先(写代码的时候或编译期)知道运行对象是谁。

每一个类都会产生一个对应的Class对象,也就是保存在.class文件。 所有类都是在对其第一次使用时,动态加载到JVM的,当程序创建一个对类的静态成员的引用时,就会加载这个类,Class对象仅在需要的时候才会加载,static初始化是在类加载时进行的。

public class TestMain {
    public static void main(String[] args) {
        System.out.println(Test.name); // 对Test类的静态成员name引用。
    }
}
class Test {
    public static String name = "Test Name";
    static {
        System.out.println("Test静态块");
    }
    public Test() {
        System.out.println("Test构造了");
    }
}

输出:

Test静态块
Test Name

2. 类的生命周期

一个类编译完成后,下一步就是开始使用类,怎么使用? 类编译完成后,开始使用类,在程序执行中JVM通过装载,链接,初始化这3个步骤完成。

  1. 装载:由类加载器完成,找到对应的字节码,创建一个Class对象。

类加载器首先会检查这个类的Class对象是否已经被加载过,如果没有加载,默认的类加载器就会根据类名查找对应的.class文件。

加载器将.class文件的二进制文件装入JVM的方法区,并且在堆区创建描述这个类的java.lang.Class对象,用来封装数据,但是同一个类只会被类装载器装载一次。

  1. 链接:就是把二进制数据组装为可以运行的状态
  • 校验:一般用来确认此二进制文件是否适合当前的JVM(版本)

  • 准备:为静态成员分配内存空间,并设置默认值。

  • 解析:转换常量池中的代码作为直接引用的过程,直到所有的符号都可以被运行程序使用(建立完整的对应关系)验证类中的字节码,为静态域分配空间。

  1. 初始化:如果该类有父类,则对其初始化,执行静态初始化器和静态初始化块。

3. Java反射框架主要提供以下功能:

  • 在运行时构造任意一个类的对象
  • 在运行时调用任意一个对象的方法
  • 在运行时判断任意一个对象所属的类
  • 在运行时判断任意一个类所具有的成员变量和方法(通过反射甚至可以调用private方法)

反射的基本用法

1. 获得Class对象

<1> 使用Class类的forName静态方法:

public static Class<?> forName(String className) 
在JDBC开发中常用此方法加载数据库驱动: Class.forName(driver);
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<2> 直接获取某一个对象的class:(编译时已知类型名称或已知对象)


Class<?> klass = int.class;
Class<?> classInt = Integer.TYPE;

<3> 调用某个对象的getClass()方法:

StringBuilder str = new StringBuilder("123");
Class<?> klass = str.getClass();

注意: 使用.class来创建Class对象的引用时,不会自动初始化该Class对象,使用forName(...)会自动初始化该Class对象。

2. 判断是否为某个类的实类

一般:用instanceof关键字判断

反射:反射中Class对象的isInstance()方法

public native boolean isInstance(Object obj);

3.创建实例

通过反射来生成对象主要有两种方式:

<1> 使用Class对象的newInstance()方法来创建Class对象对应类的实例。

Class<?> c = String.class;
Object str = c.newInstance();

<2> 先通过Class对象获取指定的Constructor对象,再调用Constructor对象的newInstance()方法来创建实例。

// 获取String所对应的Class对象
Class<?> c = String.class;
// 获取String类带一个String参数的构造器
Constructor constructor = c.getConstructor(String.class);
// 根据构造器创建实例
Object obj = constructor.newInstance("23333");
System.out.println(obj);

4. 获取构造器信息

主要是通过Class类的getConstructor方法得到Constructor类的一个实例,而Constructor类有一个newInstance方法可以创建一个对象实例

5. 获取方法

<1> getDeclaredMethods() -- 返回类或接口声明的所有方法,包括公共、保护、默认(包)访问和私有方法,但不包括继承的方法

public Method[] getDeclaredMethods() throws SecurityException

<2> getMethods() -- 返回某个类的所有公共(public)方法,包括继承的公有方法

public Method[] getMethods() throws SecurityException

<3> getDeclaredMethod() -- 返回一个特定的方法,其中第一个参数为方法名称,后面的参数为方法的参数类型对应的Class对象

public Method getDeclaredMethod(String name, Class<?>... parameterTypes)

<4> getMethod() -- 返回一个特定的方法,其中第一个参数为方法名称,后面的参数为方法的参数类型对应的Class对象

public Method getMethod(String name, Class<?>... parameterTypes)

6. 获取类的成员变量(字段)信息

  • getDeclaredFields() -- 访问所有已声明的成员变量,但不能访问继承的成员变量。

  • getFileds() -- 访问所有已声明的公有(public)成员变量,包括继承的公有成员变量。

  • getDeclaredField() -- 特定访问所有成员变量(不包括继承的),参数为成员变量的名字。

  • getFiled() -- 特定访问公有成员变量(包括继承的),参数为成员变量的名字。

7. 利用反射创建数组

Class<?> cls = Class.forName("java.lang.String");
Object array = Array.newInstance(cls, 25);
//往数组里添加内容
Array.set(array, 0, "hello");
Array.set(array, 1, "Java");
Array.set(array, 2, "fuck");
Array.set(array, 3, "Scala");
Array.set(array, 4, "Clojure");
//获取某一项的内容
System.out.println(Array.get(array,3));
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其中的Array类为java.lang.reflect.Array类,我们通过Array.newInstance()创建数组对象,它的原型是:

public static Object newInstance(Class<?> componentType, int length) throws NegativeArraySizeException {
return newArray(componentType, length);
}

newArray()方法是一个Native方法:

private static native Object newArray(Class<?> componentType, int length) throws NegativeArraySizeException;

反射的注意事项

由于反射会额外消耗一定的系统资源,因此如果不需要动态地创建一个对象,那么就不需要用反射。 反射调用方法时可以忽略权限检查,因此可能会破坏封装性而导致安全问题。

反射的主要用途

最重要的用途就是开发各种通用框架

很多框架(比如Spring)都是配置化的(比如通过XML文件配置JavaBean,Action之类的),为了保证框架的通用性,它们可能需要根据配置文件加载不同的对象或类,调用不同的方法,这个时候就必须用到反射——运行时动态加载需要加载的对象。

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