Java中的反射

本文深入探讨Java反射机制,详细解释如何利用反射获取类的构造方法、成员变量与成员方法,并通过示例展示如何通过反射创建实例对象、获取成员变量值与修改字符串值,同时介绍了反射在调用方法时的用法及与不同Java版本之间的区别。文章还提供了一个程序实例,演示如何根据用户提供的类名执行该类中的main方法。

反射就是把Java类中的各种成分映射成相应的Java类。

Constructor 类代表某个类中的一个构造方法

*得到某个类所有的构造方法:

Constructors[] constructors = Class.forName("java.lang.String").getConstructors();

*得到某个类的一个构造方法:

Constructor constructor = Class.forName("java.lang.String").getConstructor(StringBuffer.class);

*通过反射方式来创建实例对象:

String str = (String) constructor.newInstance(new StringBuffer("abc"));

*Class.newInstance()方法:

Sample code : String obj = (String) Class.forName("java.lang.String").newInstance();

该方法内部先得到默认的构造方法,然后用该构造方法来创建实例对象。(该方法用到了缓存机制来保存默认构造方法的实例对象)。


Field类代表某个类中的一个成员变量。

通过反射获得某个类的成员变量的名称,类型,修饰符和值 , 并将为String类型的成员变量的值中的a 替换成b 。

Sample code :

import java.lang.reflect.Constructor;
import java.lang.reflect.Field;

public class ReflectTest {

	public static void main(String[] args) throws Exception{
		// TODO Auto-generated method stub
		ReflectPoint rp = new ReflectPoint();
		Class rpClass = rp.getClass();
		Field[] fields = rpClass.getDeclaredFields();
		for(Field field:fields){
			field.setAccessible(true);
			System.out.println("Field name:"+field.getName()+"\n"+"Type:"+field.getType()+"--"+"Modifiers:"+field.getModifiers()+"-- Value:"+field.get(rp));		}
		changeStringValue(rp);
		System.out.println(rp);
	}
	
	public static void changeStringValue(Object obj) throws Exception{
		Class objClass = obj.getClass();
		Field[] fields = objClass.getDeclaredFields();
		for(Field field:fields){
			if(field.getType()==String.class){
				field.setAccessible(true);
				String oldString =(String)field.get(obj);
				String newString = oldString.replace('b', 'a');
				field.set(obj, newString);
			}
		}
	}
}



public class ReflectPoint {
	private int x;
	protected int y;
	public String str1 = "ball";
	public String str2 = "basketball";
	public String str3 = "aaabb";
	String str4= "test4";
	public int getX() {
		return x;
	}
	public int getY() {
		return y;
	}
	public String getStr1() {
		return str1;
	}
	public String getStr2() {
		return str2;
	}
	public String getStr3() {
		return str3;
	}
	public String getStr4() {
		return str4;
	}
	public void setX(int x) {
		this.x = x;
	}
	public void setY(int y) {
		this.y = y;
	}
	public void setStr1(String str1) {
		this.str1 = str1;
	}
	public void setStr2(String str2) {
		this.str2 = str2;
	}
	public void setStr3(String str3) {
		this.str3 = str3;
	}
	public void setStr4(String str4) {
		this.str4 = str4;
	}
    
	public String toString(){
		return x+":"+y+":"+str1+":"+str2+":"+str3+":"+str4;
	}
}

运行结果:

Field name:x
Type:int--Modifiers:2-- Value:0
Field name:y
Type:int--Modifiers:4-- Value:0
Field name:str1
Type:class java.lang.String--Modifiers:1-- Value:ball
Field name:str2
Type:class java.lang.String--Modifiers:1-- Value:basketball
Field name:str3
Type:class java.lang.String--Modifiers:1-- Value:aaabb
Field name:str4
Type:class java.lang.String--Modifiers:0-- Value:test4
0:0:aall:aasketaall:aaaaa:test4


Method 类代表某个类中的一个成员方法

得到类中的某一个方法:

Sample code : Method charAt = Class.forName("java.lang.String").getMethod("charAt", int.class);

调用方法:

通常方式: str.charAt(1);

反射方式: charAt.invoke(str,1);


jdk 1.4 和 jdk 1.5 的invoke方法的区别:

jdk1.5 : public Object invoke(Object obj , Object... args)

jdk1.4 : public Object invoke(Object obj , Object[] args) , 既按jdk 1.4 的语法,需要将一个数组作为一个参数传递给invoke方法时,数组中的每个元素分别对应被操作方法的每个参数。


Sample code(写一个程序,这个程序能够根据用户提供的类名,去执行该类中的main方法):

import java.lang.reflect.Field;
import java.lang.reflect.Method;

public class ReflectTest {

	public static void main(String[] args) throws Exception{
		ReflectTest2 rt2= (ReflectTest2)Class.forName("javase.day18.ReflectTest2").newInstance();
		//mainMethod.invoke(rt2,(Object)(new String[]{"1","2","3"}));
		mainMethod.invoke(rt2, new Object[]{new String[]{"1","2","3"}});
	}

}

class ReflectTest2{
	public static void main(String[] args){
		for(String arg:args){
			System.out.println(arg);
		}
	}
}

### 三级标题:Java反射的定义与工作原理 Java中的反射机制是一种允许程序在运行时动态地检查和操作类、接口、字段、方法等内部信息的技术。通过这种机制,可以在不知道对象具体类型的情况下创建对象、调用方法以及访问其属性,甚至包括私有成员。这一特性赋予了Java程序极大的灵活性和扩展性,是构建复杂系统时不可或缺的一部分[^1]。 当一个类被加载到JVM(Java虚拟机)中后,每个类都会对应生成一个`Class`对象。这个`Class`对象包含了该类的所有信息,如构造函数、方法列表、属性等。正常情况下,我们使用类来创建实例;而在反射机制下,则可以通过获取到的`Class`对象来反向了解并操作对应的类及其对象。这意味着开发者能够在应用程序执行期间对类的行为进行修改或增强,例如读取文件内容存入Bean再存储至数据库的过程中遇到字段名不匹配的问题时,可以利用反射动态处理不同命名规则之间的映射关系[^4]。 实现反射功能的核心在于`java.lang.reflect`包提供的APIs,它支持动态地加载类、获取类的信息、创建实例及调用方法等功能。比如,若想通过反射调用某个方法,首先需要获得目标类的`Class`对象,然后查找所需的方法,并设置访问权限(对于私有方法),最后才能完成实际的调用过程。下面是一个简单的示例展示了如何使用反射来调用一个方法: ```java public class ReflectionExample { public void sayHello() { System.out.println("Hello from reflection!"); } public static void main(String[] args) throws Exception { // 获取ReflectionExample类的Class对象 Class<?> clazz = Class.forName("ReflectionExample"); // 创建实例 Object instance = clazz.getDeclaredConstructor().newInstance(); // 获取sayHello方法 Method method = clazz.getMethod("sayHello"); // 调用方法 method.invoke(instance); } } ``` 上述代码演示了从加载类到最终调用其公共方法的基本流程。值得注意的是,在涉及私有成员时还需额外调用`setAccessible(true)`以绕过Java语言的安全限制。 综上所述,Java反射机制基于每个类唯一的`Class`对象,使得程序具备了在运行时刻分析类的能力,从而实现了高度灵活的应用开发模式。然而,尽管反射提供了强大的功能,但过度依赖可能会导致性能下降以及安全风险增加等问题,因此应当谨慎使用。
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