1.反射，泛型

1.2.1 反射机制

Java的反射机制是指在程序的运行状态中，可以构造任意一个类的对象，可以了解任意一个对象所属的类，可以了解任意一个类的成员变量和方法，可以调用任意一个对象的属性和方法。这种动态获取程序信息以及动态调用对象的功能称为Java语言的反射机制。

1.2.2 内置Class实例和数组的生命周期

Class的生命周期：

http://t.csdnimg.cn/TsmMa

数组的生命周期：
1.创建阶段：当程序中创建一个数组时，JVM会在堆内存中分配一块连续的内存空间来存储数组元素，并将数组的引用存放在栈内存中。
2使用阶段：在程序运行过程中，可以通过数组的引用来访问和操作数组元素，包括读取和修改元素的值。
3回收阶段：当数组不再被引用时，JVM会通过垃圾回收器来自动回收数组所占用的内存空间，释放资源。

1.2.3 反射与设计模式结合

1.工厂模式（Factory Pattern）： 工厂模式是一种创建型设计模式，它提供了一种创建对象的最佳方式。Java反射可以动态地创建对象，因此可以与工厂模式结合使用，实现更加灵活的对象创建。

// 定义一个接口
public interface Shape {void draw();
}// 定义具体的实现类
public class Circle implements Shape {@Overridepublic void draw() {System.out.println("Drawing Circle");}
}public class Rectangle implements Shape {@Overridepublic void draw() {System.out.println("Drawing Rectangle");}
}// 定义工厂类
public class ShapeFactory {public static Shape createShape(String shapeType) {try {Class<?> clazz = Class.forName(shapeType);return (Shape) clazz.getDeclaredConstructor().newInstance();} catch (Exception e) {e.printStackTrace();}return null;}
}// 使用工厂类创建对象
public class FactoryPatternExample {public static void main(String[] args) {Shape circle = ShapeFactory.createShape("com.example.Circle");circle.draw();Shape rectangle = ShapeFactory.createShape("com.example.Rectangle");rectangle.draw();}
}

2.单例模式（Singleton Pattern）： 单例模式是一种创建型设计模式，它确保一个类只有一个实例，并提供一个全局访问点。通过Java反射，可以破坏单例模式的封装性，因此在使用反射时需要特别注意单例模式的实现。

// 单例类
public class Singleton {private static Singleton instance = new Singleton();private Singleton() {}public static Singleton getInstance() {return instance;}
}// 使用反射获取单例对象
public class SingletonReflectionExample {public static void main(String[] args) {Singleton instance1 = Singleton.getInstance();try {Constructor<Singleton> constructor = Singleton.class.getDeclaredConstructor();constructor.setAccessible(true);Singleton instance2 = constructor.newInstance();System.out.println(instance1 == instance2); // 输出false，破坏了单例模式} catch (Exception e) {e.printStackTrace();}}
}

3.代理模式（Proxy Pattern）： 代理模式是一种结构型设计模式，它允许通过代理类来控制对目标对象的访问。Java反射可以动态地创建代理对象，从而与代理模式结合使用。

// 定义接口
public interface Image {void display();
}// 定义真实对象
public class RealImage implements Image {private String filename;public RealImage(String filename) {this.filename = filename;loadFromDisk();}@Overridepublic void display() {System.out.println("Displaying " + filename);}private void loadFromDisk() {System.out.println("Loading " + filename + " from disk");}
}// 定义代理类
public class ImageProxy implements Image {private String filename;private RealImage realImage;public ImageProxy(String filename) {this.filename = filename;}@Overridepublic void display() {if (realImage == null) {realImage = new RealImage(filename);}realImage.display();}
}// 使用代理类
public class ProxyPatternExample {public static void main(String[] args) {Image image = new ImageProxy("test.jpg");image.display();}
}

4策略模式（Strategy Pattern）： 策略模式是一种行为型设计模式，它定义了一系列算法，将每个算法封装起来，并使它们可以相互替换。Java反射可以动态地选择和应用不同的策略，从而与策略模式结合使用。

// 定义策略接口
interface PaymentStrategy {void pay(int amount);
}// 定义具体的策略类
class CreditCardPayment implements PaymentStrategy {@Overridepublic void pay(int amount) {System.out.println("Paid " + amount + " using credit card");}
}class PayPalPayment implements PaymentStrategy {@Overridepublic void pay(int amount) {System.out.println("Paid " + amount + " using PayPal");}
}// 定义上下文类
class PaymentContext {private PaymentStrategy strategy;public PaymentContext(PaymentStrategy strategy) {this.strategy = strategy;}public void pay(int amount) {strategy.pay(amount);}
}// 使用策略模式
public class StrategyPatternExample {public static void main(String[] args) {PaymentStrategy creditCardPayment = new CreditCardPayment();PaymentStrategy payPalPayment = new PayPalPayment();PaymentContext context1 = new PaymentContext(creditCardPayment);context1.pay(100);PaymentContext context2 = new PaymentContext(payPalPayment);context2.pay(200);}
}

5观察者模式（Observer Pattern）： 观察者模式是一种行为型设计模式，它定义了一种一对多的依赖关系，当一个对象的状态发生改变时，所有依赖它的对象都会得到通知并自动更新。Java反射可以动态地注册和通知观察者对象，从而与观察者模式结合使用。

import java.util.ArrayList;
import java.util.List;// 定义观察者接口
interface Observer {void update(String message);
}// 定义主题接口
interface Subject {void registerObserver(Observer observer);void removeObserver(Observer observer);void notifyObservers(String message);
}// 定义具体的主题类
class ConcreteSubject implements Subject {private List<Observer> observers = new ArrayList<>();@Overridepublic void registerObserver(Observer observer) {observers.add(observer);}@Overridepublic void removeObserver(Observer observer) {observers.remove(observer);}@Overridepublic void notifyObservers(String message) {for (Observer observer : observers) {observer.update(message);}}
}// 定义具体的观察者类
class ConcreteObserver implements Observer {private String name;public ConcreteObserver(String name) {this.name = name;}@Overridepublic void update(String message) {System.out.println(name + " received message: " + message);}
}// 使用观察者模式
public class ObserverPatternExample {public static void main(String[] args) {ConcreteSubject subject = new ConcreteSubject();ConcreteObserver observer1 = new ConcreteObserver("Observer 1");ConcreteObserver observer2 = new ConcreteObserver("Observer 2");subject.registerObserver(observer1);subject.registerObserver(observer2);subject.notifyObservers("Hello, observers!");}
}

1.3.1 Java自动装箱拆箱

为什么要设计自动装箱和自动拆箱呢？这样设计的好处在于简化了代码编写过程，提高了代码的可读性和易用性。在使用自动装箱和自动拆箱的情况下，可以直接将基本类型和对应的包装类型进行混合使用，而不需要过多地关注类型转换的细节。

另外，自动装箱和自动拆箱也使得泛型和集合类的使用更加便捷。例如，可以直接将基本类型的值放入集合中，而不需要手动进行类型转换。

1.3.2 泛型的使用

泛型（Generics）是一种参数化类型的概念，它允许我们在定义类、接口和方法时使用类型参数，从而使得这些类、接口和方法能够操作各种不同类型的数据，而不需要进行类型转换。泛型的使用可以提高代码的重用性、可读性和类型安全性。

泛型的基本语法包括使用尖括号<>来声明类型参数，通常用大写字母来表示类型参数。例如，表示一个泛型类型参数，可以在类、接口或方法的声明中使用。

下面是一些常见的泛型使用方式：
在类中使用泛型：

public class Box<T> {private T value;public Box(T value) {this.value = value;}public T getValue() {return value;}
}

在接口中使用泛型：

public interface List<T> {void add(T value);T get(int index);
}

在方法中使用泛型：

public <T> T getValue(T[] array, int index) {return array[index];
}

泛型的使用可以提高代码的灵活性和安全性，避免了类型转换的繁琐和可能导致的运行时异常
示例：

public class GenericBoxExample {public static void main(String[] args) {Box<Integer> intBox = new Box<>(10);int value = intBox.getValue();  // 不需要进行类型转换System.out.println(value);Box<String> stringBox = new Box<>("Hello");String str = stringBox.getValue();System.out.println(str);}
}class Box<T> {private T value;public Box(T value) {this.value = value;}public T getValue() {return value;}
}

1.3.3 泛型的类型擦除

泛型是在编译时期进行类型检查的，但在运行时会被擦除。这意味着在运行时，泛型类型信息会被擦除，而只保留原始类型的信息。这种设计是为了向后兼容旧版本的Java，并且使得泛型可以在不同类型之间进行转换。

具体来说，泛型类型信息在编译时会被擦除，而在运行时只能获取到原始类型的信息。例如，对于泛型类List，在运行时只能获取到List，而无法获取到List的信息。

这种类型擦除的设计有以下几个影响和好处：

向后兼容性：类型擦除使得支持泛型的类可以与旧版本的Java代码兼容，因为在运行时泛型信息已经被擦除。
减少重复信息：类型擦除减少了在运行时存储和传递泛型类型信息的开销，从而提高了性能和减少了内存占用。
简化编译后的代码：类型擦除使得编译后的代码更加简洁，因为泛型信息被擦除后，编译器不需要生成额外的类型信息。

举例：

public class GenericTypeErasureExample {public static void main(String[] args) {List<String> stringList = new ArrayList<>();stringList.add("Hello");String value = stringList.get(0);  // 在运行时，只能获取到原始类型List的信息System.out.println(value);}
}

在上面的例子中，尽管在编译时使用了List类型，但在运行时只能获取到List类型的信息。这就是泛型类型擦除的影响之一。需要注意的是，尽管泛型类型信息在运行时被擦除，但是在编译时仍然会进行类型检查，以确保类型安全性。

java泛型详细

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