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Java反射机制概述 Java Reflection

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动态语言 vs 静态语言

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Java反射机制研究及应用

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理解Class类并获取Class的实例 Class类概述

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Class类的常用方法

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Java使用反射前后对比 /** * 反射之前,对于Person的操作 */ @Test public void test1() { //1.创建Person类的对象 Person p1 = new Person("Tom", 12); //2.通过对象,调用其内部的属性、方法 p1.age = 10; System.out.println(p1.toString()); p1.show(); //在Person类外部,不可以通过Person类的对象调用其内部私有结构。 //比如:name、showNation()以及私有的构造器 } /** * 反射之后,对于Person的操作 */ @Test public void test2() throws Exception{ //通过类的class属性,获取此类的Class类对象 Class clazz = Person.class; //1.通过反射,通过构造器创建Person类的对象 Constructor cons = clazz.getConstructor(String.class,int.class); //通过构造器的newInstance方法,创建对象 Object obj = cons.newInstance("Tom", 12); Person p = (Person) obj; System.out.println(p.toString()); System.out.println("*******************************"); //2.通过反射,调用对象指定的属性、方法 //调用属性 Field age = clazz.getDeclaredField("age"); //修改属性值 age.set(p,10); System.out.println(p.toString()); //调用方法 Method show = clazz.getDeclaredMethod("show"); show.invoke(p); System.out.println("*******************************"); //3.通过反射,可调用Person类的私有结构的。比如:私有的构造器、方法、属性 //调用私有的构造器getDeclaredConstructor,参数为String类型 Constructor cons1 = clazz.getDeclaredConstructor(String.class); //在类外修改类的private成员方法、属性 cons1.setAccessible(true); Person p1 = (Person) cons1.newInstance("Jerry"); System.out.println(p1); //调用私有的属性getDeclaredField,属性名name Field name = clazz.getDeclaredField("name"); //在类外修改类的private成员方法、属性 name.setAccessible(true); name.set(p1,"HanMeimei"); System.out.println(p1); //调用私有的方法getDeclaredMethod,方法名showNation,参数类型String Method showNation = clazz.getDeclaredMethod("showNation", String.class); //在类外修改类的private成员方法、属性 showNation.setAccessible(true); //调用showNation方法,相当于String nation = p1.showNation("中国") String nation = (String) showNation.invoke(p1,"中国"); System.out.println(nation); } /** * 反射疑问:如何看待反射和封装性两个技术 * 疑问1:通过直接new的方式或反射的方式都可以调用公共的结构,开发中到底用那个? * 建议:直接new的方式。反射什么时候会使用:编译时不确定方式,反射的特征-动态性。 * * 疑问2:反射机制与面向对象中的封装性是不是矛盾的?如何看待两个技术? * 不矛盾。封装解决的是建议怎样调用方法(直接调用非私有方法),反射解决的是能不能调用方法(可以调用私有方法) */ 获取Class类的实例(四种方法)

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/** * 关于java.lang.Class类的理解 * 1.类的加载过程: * 编译:程序经过javac.exe命令以后,会生成一个或多个字节码文件(.class结尾)。 * 加载:接着使用java.exe命令对某个字节码文件进行解释运行。相当于将某个字节码文件加载到内存中。 * 此过程就称为类的加载。加载到内存中的类,称为运行时类,此运行时类,就作为Class的一个实例。 * * 2.换句话说,Class的实例就对应着一个运行时类。 * * 3.加载到内存中的运行时类,会缓存一定的时间。在此时间之内,可以通过不同的方式来获取此运行时类。 */ /** * 反射重点:获取Class的实例的方式(前三种方式需要掌握) */ @Test public void test3() throws ClassNotFoundException { //方式一:调用运行时类的属性:.class Class clazz1 = Person.class; System.out.println(clazz1); //方式二:通过运行时类的对象,调用getClass() Person p1 = new Person(); Class clazz2 = p1.getClass(); System.out.println(clazz2); //方式三(热门动态):调用Class的静态方法:forName(String classPath) Class clazz3 = Class.forName("com.atguigu.java.Person"); //clazz3 = Class.forName("java.lang.String"); System.out.println(clazz3); //判断是否为同一个类 System.out.println(clazz1 == clazz2); System.out.println(clazz1 == clazz3); //方式四:使用类的加载器:ClassLoader ClassLoader classLoader = ReflectionTest.class.getClassLoader(); //AppClassLoader的父类加载器是ExtensionClassLoader JDK1.9之前 ClassLoader classLoader2 = classLoader.getParent(); //ExtClassLoader父类加载器(最高一层)Bootstrap C++实现 返回null ClassLoader classLoader3 = classLoader2.getParent(); //输出三层类加载器,向上询问是否加载它,逐层向下尝试是否可加载 System.out.println(classLoader); System.out.println(classLoader2); System.out.println(classLoader3); //显示地获取加载类Class Class clazz4 = classLoader.loadClass("com.atguigu.java.Person"); System.out.println(clazz4); System.out.println(clazz1 == clazz4); } 哪些类型可以有Class对象 /** * Class实例是哪些结构的说明:万事万物皆对象?对象.xxx,File,URL,反射,前端、数据库操作 */ @Test public void test4(){ //对象 Class c1 = Object.class; //接口 Class c2 = Comparable.class; //数组 Class c3 = String[].class; //多维数组 Class c4 = int[][].class; //枚举类 Class c5 = ElementType.class; //注解 Class c6 = Override.class; //基本数据类型 Class c7 = int.class; //void关键字 Class c8 = void.class; //Class本身 Class c9 = Class.class; int[] a = new int[10]; int[] b = new int[100]; Class c10 = a.getClass(); Class c11 = b.getClass(); // 只要数组的元素类型与维度一样,就是同一个Class System.out.println(c10 == c11); } 类的加载与ClassLoader的理解 类的加载过程

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什么时候会发生类初始化

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了解类加载器

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/** * 了解类的加载器 */ public class ClassLoaderTest { @Test public void test1(){ //对于自定义类,使用系统类加载器进行加载 ClassLoader classLoader = ClassLoaderTest.class.getClassLoader(); System.out.println(classLoader); //调用系统类加载器的getParent():获取扩展类加载器 ClassLoader classLoader1 = classLoader.getParent(); System.out.println(classLoader1); //调用扩展类加载器的getParent():无法获取引导类加载器。 //引导类加载器主要负责加载java的核心类库,无法加载自定义类的。 ClassLoader classLoader2 = classLoader1.getParent(); System.out.println(classLoader2); //获取String的引导类加载器 ClassLoader classLoader3 = String.class.getClassLoader(); System.out.println(classLoader3); } /** * Properties用来读取配置文件。使用ClassLoader进行配置文件替换 */ @Test public void test2() throws Exception { //实例化Properties对象 Properties pros = new Properties(); //读取配置文件的方式一: //目前文件相对路径:在当前的module下 //FileInputStream fis = new FileInputStream("jdbc.properties"); //FileInputStream fis = new FileInputStream("src\\jdbc1.properties"); //加载输入流 //pros.load(fis); //读取配置文件的方式二:使用ClassLoader //目前文件相对路径:当前module的src下,在部署时放在这里。 ClassLoader classLoader = ClassLoaderTest.class.getClassLoader(); //classLoader获取流 InputStream is = classLoader.getResourceAsStream("jdbc1.properties"); pros.load(is); //获取配置文件参数值 String user = pros.getProperty("user"); String password = pros.getProperty("password"); System.out.println("user = " + user + ",password = " + password); } } 创建运行时类的对象Object 创建运行时类对象方法

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创建运行时类对象实践 /** * 反射重点:通过newInstance创建运行时类对象 */ @Test public void test1() throws IllegalAccessException, InstantiationException { //通过类的class属性,获取此类的Class类对象 Class clazz = Person.class; /* newInstance():调用此方法,创建对应的运行时类的对象。内部调用了运行时类的空参的构造器。 要想此方法正常的创建运行时类的对象。要求: 1.运行时类必须提供空参的构造器 2.空参的构造器的访问权限得够。通常设置为public。 在javabean中要求提供一个public的空参构造器。原因: 1.便于通过反射,创建运行时类的对象 2.便于子类继承此运行时类时,默认调用super()时,保证父类有此构造器 */ Person obj = clazz.newInstance(); System.out.println(obj); } /** * 通过getConstructor构造器的newInstance创建运行时类对象 */ @Test public void test2() throws Exception { //通过类的class属性,获取此类的Class类对象 Class clazz = Person.class; //1.通过反射,通过构造器创建Person类的对象,有参构造 Constructor cons = clazz.getConstructor(String.class,int.class); //通过构造器的newInstance方法,创建对象 Object obj = cons.newInstance("Tom", 12); System.out.println(obj); } 反射难点:体会反射的动态性 /** * 反射难点:体会反射的动态性 */ @Test public void test3(){ for(int i = 0;i //classPath下路径的类必须有空参构造器 case 0: classPath = "java.util.Date"; break; case 1: classPath = "java.lang.Object"; break; case 2: classPath = "com.atguigu.java.Person"; break; } try { //动态地传入classPath,确定创建哪个运行时类对象。 Object obj = getInstance(classPath); System.out.println(obj); } catch (Exception e) { e.printStackTrace(); } } } /** * 创建一个指定类的对象。classPath:指定类的全类名路径 */ public Object getInstance(String classPath) throws Exception { //通过调用Class的静态方法,获取此类的Class类对象 Class clazz = Class.forName(classPath); //返回创建运行时类对象,内部调用空参构造器 return clazz.newInstance(); } 获取运行时类的完整结构 获取怎样的结构

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准备工作 定义父类Creature /** * 定义父类Creature */ public class Creature implements Serializable { private char gender; public double weight; private void breath(){ System.out.println("生物呼吸"); } public void eat(){ System.out.println("生物吃东西"); } } 定义子类Person /** * 定义子类Person * 继承父类,实现比较器Comparable,实现自定义接口 */ @MyAnnotation(value="hi") //使用注解修饰类 public class Person extends Creature implements Comparable,MyInterface{ private String name; int age; public int id; public Person(){} @MyAnnotation(value="abc") //使用注解修饰构造器 private Person(String name){ this.name = name; } Person(String name,int age){ this.name = name; this.age = age; } @MyAnnotation //使用注解修饰方法 private String show(String nation){ System.out.println("我的国籍是:" + nation); return nation; } public String display(String interests,int age) throws NullPointerException,ClassCastException{ return interests + age; } @Override public void info() { System.out.println("我是一个人"); } @Override public int compareTo(String o) { //按照person对象的name排序,默认小于0升序,大于0降序 return this.name.compareTo(o); } //静态方法 private static void showDesc(){ System.out.println("我是一个可爱的人"); } @Override public String toString() { return "Person{" + "name='" + name + '\'' + ", age=" + age + ", id=" + id + '}'; } } 自定义接口 /** * 自定义接口 */ public interface MyInterface { void info(); } 自定义注解 /** * 自定义注解 */ //修饰范围:类、双属性、方法、范围、构造器、局部变量 @Target({TYPE, FIELD, METHOD, PARAMETER, CONSTRUCTOR, LOCAL_VARIABLE}) //生命周期 @Retention(RetentionPolicy.RUNTIME) public @interface MyAnnotation { //定义属性 String value() default "hello"; } 获取当前运行时类的属性结构

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/** * 获取当前运行时类的属性结构 * */ public class FieldTest { /** * 获取属性结构 */ @Test public void test1(){ //通过类的class属性,获取此类的Class类对象 Class clazz = Person.class; //getFields():获取当前运行时类及其父类中声明为public访问权限的属性 Field[] fields = clazz.getFields(); for(Field f : fields){ System.out.println(f); } System.out.println(); //getDeclaredFields():获取当前运行时类中声明的所有属性。(不包含父类中声明的属性) Field[] declaredFields = clazz.getDeclaredFields(); for(Field f : declaredFields){ System.out.println(f); } } /** * 获取属性的权限修饰符、数据类型、变量名 */ @Test public void test2(){ Class clazz = Person.class; Field[] declaredFields = clazz.getDeclaredFields(); for(Field f : declaredFields){ //1.权限修饰符 int modifier = f.getModifiers(); //默认权限,什么都没有 System.out.print(Modifier.toString(modifier) + "\t"); //2.数据类型 Class type = f.getType(); System.out.print(type.getName() + "\t"); //3.变量名 String fName = f.getName(); System.out.print(fName); System.out.println(); } } } 获取运行时类的方法结构

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/** * 获取运行时类的方法结构 * */ public class MethodTest { /** * 获取运行时类的方法 */ @Test public void test1(){ //获取Class运行时类对象 Class clazz = Person.class; //getMethods():获取当前运行时类及其所有父类中声明为public权限的方法 Method[] methods = clazz.getMethods(); for(Method m : methods){ System.out.println(m); } System.out.println(); //getDeclaredMethods():获取当前运行时类中声明的所有方法。(不包含父类中声明的方法) Method[] declaredMethods = clazz.getDeclaredMethods(); for(Method m : declaredMethods){ System.out.println(m); } } /** * @获取注解,注意注解的生命周期 * 获取方法的权限修饰符、返回值类型、方法名(参数类型1 形参名1,...)、throws XxxException{} */ @Test public void test2(){ //获取运行时类对象Class Class clazz = Person.class; //获取方法 Method[] declaredMethods = clazz.getDeclaredMethods(); for(Method m : declaredMethods){ //1.获取方法声明的注解 Annotation[] annos = m.getAnnotations(); for(Annotation a : annos){ System.out.println(a); } //2.权限修饰符 System.out.print(Modifier.toString(m.getModifiers()) + "\t"); //3.返回值类型 System.out.print(m.getReturnType().getName() + "\t"); //4.方法名 System.out.print(m.getName()); //5.形参列表 System.out.print("("); Class[] parameterTypes = m.getParameterTypes(); //判断此方法是否有形参 if(!(parameterTypes == null && parameterTypes.length == 0)){ for(int i = 0;i System.out.print(parameterTypes[i].getName() + " args_" + i); break; } System.out.print(parameterTypes[i].getName() + " args_" + i + ","); } } System.out.print(")"); //6.抛出的异常 Class[] exceptionTypes = m.getExceptionTypes(); if(exceptionTypes.length > 0){ System.out.print("throws "); for(int i = 0;i System.out.print(exceptionTypes[i].getName()); break; } System.out.print(exceptionTypes[i].getName() + ","); } } //换行 System.out.println(); } } } 获取运行时类的其他结构

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/** * 获取运行时类的其他结构 */ public class OtherTest { /** * 获取构造器结构 */ @Test public void test1(){ Class clazz = Person.class; //getConstructors():获取当前运行时类中声明为public的构造器,拿不到父类构造器 Constructor[] constructors = clazz.getConstructors(); for(Constructor c : constructors){ System.out.println(c); } System.out.println(); //getDeclaredConstructors():获取当前运行时类中声明的所有的构造器 Constructor[] declaredConstructors = clazz.getDeclaredConstructors(); for(Constructor c : declaredConstructors){ System.out.println(c); } } /** * 获取运行时类的父类 */ @Test public void test2(){ Class clazz = Person.class; Class superclass = clazz.getSuperclass(); System.out.println(superclass); } /** * 获取运行时类的带泛型的父类 */ @Test public void test3(){ Class clazz = Person.class; Type genericSuperclass = clazz.getGenericSuperclass(); System.out.println(genericSuperclass); } /** * 获取运行时类的带泛型的父类的泛型 * 代码:逻辑性代码(重点关注) vs 功能性代码(知道即可) */ @Test public void test4(){ Class clazz = Person.class; Type genericSuperclass = clazz.getGenericSuperclass(); //带参数类型 ParameterizedType paramType = (ParameterizedType) genericSuperclass; //获取泛型类型 Type[] actualTypeArguments = paramType.getActualTypeArguments(); //输出泛型类型 //System.out.println(actualTypeArguments[0].getTypeName()); System.out.println(((Class)actualTypeArguments[0]).getName()); } /** * 获取运行时类实现的接口 */ @Test public void test5(){ Class clazz = Person.class; Class[] interfaces = clazz.getInterfaces(); for(Class c : interfaces){ System.out.println(c); } System.out.println(); //获取运行时类的父类实现的接口 Class[] interfaces1 = clazz.getSuperclass().getInterfaces(); for(Class c : interfaces1){ System.out.println(c); } } /** * 获取运行时类所在的包 */ @Test public void test6(){ Class clazz = Person.class; Package pack = clazz.getPackage(); System.out.println(pack); } /** * 获取运行时类声明的注解 */ @Test public void test7(){ Class clazz = Person.class; Annotation[] annotations = clazz.getAnnotations(); for(Annotation annos : annotations){ System.out.println(annos); } } } 调用运行时类的指定结构 如何调用运行时类结构

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调用运行时类结构实践 /** * 调用运行时类中指定的结构:属性、方法、构造器、静态与非静态 * */ public class ReflectionTest { /** * 调用指定的属性(不主流) */ @Test public void testField() throws Exception { Class clazz = Person.class; //创建运行时类的对象 Person p = (Person) clazz.newInstance(); //获取指定的属性:要求运行时类中属性声明为public,通常不采用此方法 Field id = clazz.getField("id"); //设置当前属性的值:set():参数1:指明设置哪个对象的属性,参数2:将此属性值设置为多少 id.set(p,1001); //获取当前属性的值:get():参数1:获取哪个对象的当前属性值 int pId = (int) id.get(p); System.out.println(pId); } /** * 如何操作运行时类中的指定的属性(主流) */ @Test public void testField1() throws Exception { Class clazz = Person.class; //创建运行时类的对象 Person p = (Person) clazz.newInstance(); //1. getDeclaredField(String fieldName):获取运行时类中指定变量名的属性 Field name = clazz.getDeclaredField("name"); //2.保证当前属性是可访问的 name.setAccessible(true); //3.获取、设置指定对象的此属性值 name.set(p,"Tom"); System.out.println(name.get(p)); } /** * 如何操作运行时类中的指定的方法(主流) */ @Test public void testMethod() throws Exception { Class clazz = Person.class; //创建运行时类的对象 Person p = (Person) clazz.newInstance(); System.out.println("*************如何调用非静态方法*****************"); //1.获取指定的某个方法:getDeclaredMethod():参数1:指明获取的方法的名称,参数2:指明获取的方法的形参列表 Method show = clazz.getDeclaredMethod("show", String.class); //2.保证当前方法是可访问的 show.setAccessible(true); //3.调用方法的invoke():参数1:方法的调用者,参数2:给方法形参赋值的实参 //invoke()的返回值即为对应类中调用的方法的返回值。 Object returnValue = show.invoke(p,"CHN"); System.out.println(returnValue); System.out.println("*************如何调用静态方法*****************"); // private static void showDesc() Method showDesc = clazz.getDeclaredMethod("showDesc"); showDesc.setAccessible(true); //如果调用的运行时类中的方法没有返回值,则此invoke()返回null。 //Object returnVal = showDesc.invoke(Person.class); Object returnVal = showDesc.invoke(null); System.out.println(returnVal); } /** * 如何调用运行时类中的指定的构造器(用得少) */ @Test public void testConstructor() throws Exception { Class clazz = Person.class; //private Person(String name) //1.获取指定的构造器:getDeclaredConstructor():参数:指明构造器的参数列表 Constructor constructor = clazz.getDeclaredConstructor(String.class); //2.保证此构造器是可访问的 constructor.setAccessible(true); //3.调用此构造器创建运行时类的对象 Person per = (Person) constructor.newInstance("Tom"); System.out.println(per); } } 反射的应用-动态代理 代理设计模式原理

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静态代理案例 /** * 静态代理举例 * 特点:代理类和被代理类在编译期间,就确定下来了。 */ /** * 接口方法 */ interface ClothFactory{ void produceCloth(); } /** * 代理类 */ class ProxyClothFactory implements ClothFactory{ //用被代理类对象进行实例化 private ClothFactory factory; //有参构造 public ProxyClothFactory(ClothFactory factory){ this.factory = factory; } //实现接口 @Override public void produceCloth() { System.out.println("代理工厂做一些准备工作"); //调用被代理类的接口方法 factory.produceCloth(); System.out.println("代理工厂做一些后续的收尾工作"); } } /** * 被代理类 */ class NikeClothFactory implements ClothFactory{ @Override public void produceCloth() { System.out.println("Nike工厂生产一批运动服"); } } /** * 静态代理测试 */ public class StaticProxyTest { public static void main(String[] args) { //创建被代理类的对象 ClothFactory nike = new NikeClothFactory(); //创建代理类的对象,使用有参构造 ClothFactory proxyClothFactory = new ProxyClothFactory(nike); //通过代理类调用接口方法 proxyClothFactory.produceCloth(); } } 动态代理定义

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动态代理API

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动态代理步骤 1、创建被代理的类以及接口

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2、创建实现接口InvocationHandler的类,实现invoke方法完成代理的具体操作

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3、创建代理工厂,通过Proxy静态方法创建代理对象

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4、动态代理测试,通过代理对象调用方法执行

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动态代理与AOP

动态代理,就是在程序运行期,创建目标对象的代理对象,对目标对象中的方法进行功能性增强的一种技术。代理逻辑与业务逻辑是互相独立的,没有耦合。 AOP的思想,就是将核心代码和这些横切性的问题解耦合,提高代码的复用率。 AOP旨在通过一种无耦合的方式来为程序带来增强。而动态代理,就是AOP实现方式中的一种。 image.png image.png image.png

动态代理示例 /** * 反射应用:动态代理的举例 * 特点:根据被代理类,Proxy动态地创建代理类。代理类调用接口方法,调用的是被代理类的方法。 * * 动态代理重点:要想实现动态代理,需要解决的问题? * 问题一:如何根据加载到内存中的被代理类,动态的创建一个代理类及其对象。 * 问题二:当通过代理类的对象调用方法a时,如何动态的去调用被代理类中的同名方法a。 */ /** * 1、接口方法 */ interface Human{ String getBelief(); void eat(String food); } /** * 1、被代理类 */ class SuperMan implements Human{ @Override public String getBelief() { return "I believe I can fly!"; } @Override public void eat(String food) { System.out.println("我喜欢吃" + food); } } /** * AOP面向切面方法类(可舍去) */ class HumanUtil{ public void method1(){ System.out.println("====================通用方法一===================="); } public void method2(){ System.out.println("====================通用方法二===================="); } } /** * 2、InvocationHandler调用处理程序 * 解决问题二,当通过代理类的对象调用方法a时,如何动态的去调用被代理类中的同名方法a。 */ class MyInvocationHandler implements InvocationHandler{ //使用被代理类的对象进行赋值 private Object obj; //绑定被代理对象方法 public void bind(Object obj){ this.obj = obj; } /** * 当通过代理类的对象,调用方法a时,就会自动的调用如下的方法:invoke() * 将被代理类要执行的方法a的功能就声明在invoke()中 * @param proxy 代理类对象 * @param method 方法 * @param args 方法参数 */ @Override public Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args) throws Throwable { //实例化AOP面向切面方法类 HumanUtil util = new HumanUtil(); //切面方法1 util.method1(); //method:即为代理类对象调用的方法,此方法也就作为了被代理类对象要调用的方法,obj:被代理类的对象 Object returnValue = method.invoke(obj,args); //切面方法2 util.method2(); //上述方法的返回值就作为当前类中的invoke()的返回值。 return returnValue; } } /** * 3、代理工厂:创建代理对象 */ class ProxyFactory{ //解决问题一,调用此方法,返回一个代理类的对象。obj:被代理类的对象。 public static Object getProxyInstance(Object obj){ MyInvocationHandler handler = new MyInvocationHandler(); //InvocationHandler绑定被代理对象 handler.bind(obj); //反射下Proxy类,创建一个代理类对象。参数1类加载器、参数2实现的接口,参数3调用处理程序 return Proxy.newProxyInstance(obj.getClass().getClassLoader(),obj.getClass().getInterfaces(),handler); } } /** * 4、动态代理测试 */ public class ProxyTest { public static void main(String[] args) { //被代理对象 SuperMan superMan = new SuperMan(); //调用代理工厂中getProxyInstance方法,创建代理类对象。 Human proxyInstance = (Human) ProxyFactory.getProxyInstance(superMan); //代理类对象调用方法,会自动的调用被代理类中同名的方法 String belief = proxyInstance.getBelief(); System.out.println(belief); proxyInstance.eat("四川麻辣烫"); System.out.println("*****************************"); /** * 改造静态代理,加入动态代理,根据接口、被代理类对象动态创建一个代理类, */ //定义被代理类对象 NikeClothFactory nikeClothFactory = new NikeClothFactory(); //动态创建一个代理类对象 ClothFactory proxyClothFactory = (ClothFactory) ProxyFactory.getProxyInstance(nikeClothFactory); //通过代理类对象调用接口,从而调用被代理对象的方法 proxyClothFactory.produceCloth(); } }


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