Java反射机制

最新推荐文章于 2025-07-29 12:15:13 发布

I'mVeryLow

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本文链接：https://blog.youkuaiyun.com/I_am_a_buger/article/details/80981476

1. 什么是java反射机制？我们又为什么要学它？

IT行业里这么说，没有反射也就没有框架，现有的框架都是以反射为基础。在实际项目开发中，用的最多的是框架，填的最多的是类，反射这一概念就是将框架和类揉在一起的调和剂。所以，反射才是接触项目开发的敲门砖
例如：一个类有：成员变量、方法、构造方法、包等等信息，利用反射技术可以对一个类进行解剖，把个个组成部分映射成一个个对象。
(其实：一个类中这些成员方法、构造方法、在加入类中都有一个类来描述）
要想解剖一个类,必须先要获取到该类的字节码文件对象。而解剖使用的就是Class类中的方法.所以先要获取到每一个字节码文件对应的Class类型的对象.

反射就是把java类中的各种成分映射成一个个的Java对象

如图是类的正常加载过程：反射的原理在与class对象。

熟悉一下加载的时候：Class对象的由来是将class文件读入内存，并为之创建一个Class对象。

注意：在运行期间，一个类，只有一个Class对象产生。

java.lang.reflect,java.lang.

这里写图片描述

2.、Class类

什么是Class类？

在面向对象的世界里，万事万物皆是对象。而在java语言中，static修饰的东西不是对象，但是它属于类。普通的数据类型不是对象，例如：int a = 5;它不是面向对象，但是它有其包装类 Integer 或者分装类来弥补了它。除了以上两种不是面向对象，其余的包括类也有它的面向对象，类是java.lang.Class的实例化对象（注意Class是大写）。也就是说：
Class A{}
当我创建了A类，那么类A本身就是一个对象，谁的对象？java.lang.Class的实例对象。
那么这个对象又该怎么表示呢？
我们先看一下下面这段代码：

public class Demo(){
F f=new F();
}
class F{}

这里的F的实例化对象就可以用f表达出来。同理F类也是一个实例化对象，Class类的实例化对象。我们可以理解为任何一个类都是Class类的实例化对象，这种实例化对象有三种表示方法：


/**
 * 获取Class对象的三种方式
 * 1 Object ——> getClass();
 * 2 任何数据类型（包括基本数据类型）都有一个“静态”的class属性
 * 3 通过Class类的静态方法：forName（String  className）(常用)
 *
 */

public class Demo(){
F f=new F();
//第一种表达方式
Class c1=F.class;//这种表达方式同时也告诉了我们任何一个类都有一个隐含的静态成员变量class
//第二种表达方式
Class c2=f.getClass();//这种表达方式在已知了该类的对象的情况下通过getClass方法获取
//第三种表达方式
Class c3 = null;
try {
c3 = Class.forName("com.text.F");//类的全称
} catch (ClassNotFoundException e) {
e.printStackTrace();
}
}
class F{}

以上三种表达方式，c1,c2,c3都表示了F类的类类型，也就是官方解释的Class Type。

三种方式常用第三种，第一种需要导入类的包，依赖太强，不导包就抛编译错误。第二种对象都有了还要反射干什么。一般都第三种，一个字符串可以传入也可写在配置文件中等多种方法。

那么问题来了：

System.out.println(c1 == c2)? or System.out.println(c1 == c3)?

答案是肯定的，返回值为ture。这表明不论c1 or c2 or c3都代表了F类的类类型，也就是说一个类只可能是Class类的一个实例对象。
理解了Class的概念，我们也可以通过类的类类型创建该类的对象实例，用c1 or c2 or c3的newInstance()方法：

Public class Demo1{
try {
Foo foo = (Foo)c1.newInstance();//foo就表示F类的实例化对象
foo.print();
} catch (InstantiationException e) {
e.printStackTrace();
} catch (IllegalAccessException e) {
e.printStackTrace();
}}
class F{
void print(){
}
}

这里需要注意的是，c1是F类的类类型，创建出来的就是F类的对象。如果a是A类的类类型，那么创建出来的对象也应该与之对应，属于A类的对象。

3、方法的反射

Class类有一个最简单的方法，getName()：

public class Demo2 {
public static void main(String[] args) {
Class c1 = int.class;//int 的类类型
Class c2 = String.class;//String类的类类型
Class c3 = void.class;
System.out.println(c1.getName());
System.out.println(c2.getName());
System.out.println(c2.getSimpleName());
System.out.println(c3.getName());
}
}

getName方法可以打印出该类类型的类名称，我们也可以用getSimpleName()方法可以打印出不包含包名的类的名称。从上面代码可以看出，基本的数据类型以及void关键字都是存在类类型的。

案例：



import java.lang.reflect.Method;

public class ClassUtil {
public static void printClassMethodMessage(Object obj){
//要获取类的信息》》首先我们要获取类的类类型
Class c = obj.getClass();
//我们知道Object类是一切类的父类，所以我们传递的是哪个子类的对象，c就是该子类的类类型。
//接下来我们要获取类的名称
System.out.println("类的名称是:"+c.getName());
/*
*我们知道，万事万物都是对象，方法也是对象，是谁的对象呢？
* 在java里面，方法是Method类的对象
*一个成员方法就是一个Method的对象，那么Method就封装了对这个成员
*方法的操作
*/
//如果我们要获得所有的方法，可以用getMethods()方法，这个方法获取的是所有的Public的函数，包括父类继承而来的。如果我们要获取所有该类自己声明的方法，就可以用getDeclaredMethods()方法，这个方法是不问访问权限的。
Method[] ms = c.getMethods();//c.getDeclaredMethods()
//接下来我们拿到这些方法之后干什么？我们就可以获取这些方法的信息，比如方法的名字。
//首先我们要循环遍历这些方法
for(int i = 0; i < ms.length;i++){
//然后可以得到方法的返回值类型的类类型
Class returnType = ms[i].getReturnType();
//得到方法的返回值类型的名字
System.out.print(returnType.getName()+" ");
//得到方法的名称
System.out.print(ms[i].getName()+"(");
//获取参数类型--->得到的是参数列表的类型的类类型
Class[] paramTypes = ms[i].getParameterTypes();
for (Class class1 : paramTypes) {
System.out.print(class1.getName()+",");
}
System.out.println(")");
}
}
}

总结思路：

通过方法的反射得到该类的名称步骤：
1.获取该类的类类型
2.通过类类型获取类的方法（getMethods()）
3.循环遍历所获取到的方法
4.通过这些方法的getReturnType()得到返回值类型的类类型，又通过该类类型得到返回值类型的名字
5.getName()得到方法的名称，getParameterTypes()获取这个方法里面的参数类型的类类型。

4、成员变量的反射

首先我们需要认识到成员变量也是对象，是java.lang.reflect.Field类的对象，那么也就是说Field类封装了关于成员变量的操作。既然它封装了成员变量，我们又该如何获取这些成员变量呢？它有这么一个方法：

public class ClassUtil {
public static void printFieldMessage(Object obj){
Class c = obj.getClass();
//Field[] fs = c.getFields();
}

这里的getFields()方法获取的所有的public的成员变量的信息。和方法的反射那里public的成员变量，也有一个获取所有自己声明的成员变量的信息：

Field[] fs = c.getDeclaredFields();

我们得到它之后，可以进行遍历（既然封装了Field的信息，那么我们就可以得到Field类型）


import java.lang.reflect.Field;

for (Field field : fs) {
//得到成员变量的类型的类类型
Class fieldType = field.getType();
String typeName = fieldType.getName();
//得到成员变量的名称
String fieldName = field.getName();
System.out.println(typeName+" "+fieldName);
}
四、构造函数的反射
不论是方法的反射、成员变量的反射、构造函数的反射，我们只需要知道：要想获取类的信息，首先得获取类的类类型。

public static void printConMessage(Object obj){
Class c = obj.getClass();
/*
* 首先构造函数也是对象，是java.lang.Constructor类的对象
* 也就是java.lang. Constructor中封装了构造函数的信息
* 和前面说到的一样，它也有两个方法：
* getConstructors()方法获取所有的public的构造函数
* getDeclaredConstructors()方法得到所有的自己声明的构造函数
*/
//Constructor[] cs = c.getConstructors();
Constructor[] cs = c.getDeclaredConstructors();
for (Constructor constructor : cs) {
//我们知道构造方法是没有返回值类型的，但是我们可以：
System.out.print(constructor.getName()+"(");
//获取构造函数的参数列表》》得到的是参数列表的类类型
Class[] paramTypes = constructor.getParameterTypes();
for (Class class1 : paramTypes) {
System.out.print(class1.getName()+",");
}
System.out.println(")");
}
}

6、Class类的动态加载类

如何动态加载一个类呢？

首先我们需要区分什么是动态加载？什么是静态加载？我们普遍认为编译时刻加载的类是静态加载类，运行时刻加载的类是动态加载类。我们举一个例子：

Class A{
Public static void main(String[] args){
if("B".equal(args[0])){
B b=new B();
b.start();
}
if("C".equal(args[0])){
C c=new C();
C.start();
}
}
}

上面这一段代码，当我们在用eclipse或者myeclipse的时候我们并不关心是否能够通过编译，当我们直接在cmd使用javac访问A.java类的时候，就会抛出问题:

A.java：7：错误：找不到符号
B b=new B();
符号:  类B
位置： 类A
A.java：7：错误：找不到符号
B b=new B();
符号:  类B
位置： 类A
A.java：12：错误：找不到符号
C c=new C();
符号:  类C
位置： 类A
A.java：12：错误：找不到符号
C c=new C();
符号:  类C
位置： 类A
4个错误

或许我们理所当然的认为这样应该是错，类B根本就不存在。但是如果我们多思考一下，就会发现B一定用吗？不一定。C一定用吗？也不一定。那么好，现在我们就让B类存在

Class B{
Public static void start(){
System.out.print("B...satrt");
}
}

现在我们就先 javac B.class,让B类先开始编译。然后在运行javac A.class。结果是：

A.java：12：错误：找不到符号
C c=new C();
符号:  类C
位置： 类A
A.java：12：错误：找不到符号
C c=new C();
符号:  类C
位置： 类A

2个错误

我们再想，这个程序有什么问题。如果你说没有什么问题？C类本来就不存在啊！那么问题来了B类已经存在了，假设我现在就想用B，我们这个程序用得了吗？答案是肯定的，用不了。那用不了的原因是什么？因为我们这个程序是做的类的静态加载，也就是说new创建对象是静态加载类，在编译时刻就需要加载所有的，可能使用到的类。所以不管你用不用这个类。
现在B类是存在的，但是我们这个程序仍然用不了，因为会一直报C类有问题，所以B类我也用不了。那么在实际应用当中，我们肯定需要如果B类存在，B类我就能用，当用C类的时候，你再告诉我错了。如果说将来你有100个类，只要其中一个类出现问题，其它99个类你都用不了。所以这并不是我们想要的。

我们想要的就是我用那个类就加载那个类，也就是常说的运行时刻加载，动态加载类。如何实现动态加载类呢？我们可以建这么一个类：

Class All{
Public static void start(){
try{
Class cl= Class.forName(args[0]);
//通过类类型，创建该类的对象
cl.newInstance();
}catch(Exception e){
e.printStackTrace();
}
}
}

前面我们在分析Class实例化对象的方式的时候，Class.forName(“类的全称”)，它不仅仅表示了类的类类型，还表示了动态加载类。当我们javac All.java的时候，它不会报任何错误，也就是说在编译的时候是没有错误的。只有当我们具体用某个类的时候，那个类不存在，它才会报错。

如果加载的类是B类，就需要：

B bt = (B) cl.newInstance();

万一加载的是C类呢，可以改成

C ct = (C) cl.newInstance();

但是如果我想用很多的类或者加载很多的类，该怎么办？我们可以统一一个标准，不论C类还是B类或者其他的类，比如定义一个标准

Stand s = (Stand) cl.newInstance();

只要B类和C类都是这个标准的就行了。

Class All{
Public static void start(){
try{
Class cl= Class.forName(args[0]);
//通过类类型，创建该类的对象
Stand s = (Stand) cl.newInstance();
s.start();
}catch(Exception e){
e.printStackTrace();
}
}
}
interface Stand {
Public void start();
}

现在如果我想要用B类，我们只需要：

Class B implements Stand{
Public void start(){
System.out.print("B...satrt");
}
}

加载B类,编译运行。

javac B.java
javac Stand.java
java Stand B
结果：
B...satrt

7.反射main方法

student类：

package fanshe.main;

public class Student {

    public static void main(String[] args) {
        System.out.println("main方法执行了。。。");
    }
}

测试类：

package fanshe.main;

import java.lang.reflect.Method;

/**
 * 获取Student类的main方法、不要与当前的main方法搞混了
 */
public class Main {

    public static void main(String[] args) {
        try {
            //1、获取Student对象的字节码
            Class clazz = Class.forName("fanshe.main.Student");

            //2、获取main方法
             Method methodMain = clazz.getMethod("main", String[].class);//第一个参数：方法名称，第二个参数：方法形参的类型，
            //3、调用main方法
            // methodMain.invoke(null, new String[]{"a","b","c"});
             //第一个参数，对象类型，因为方法是static静态的，所以为null可以，第二个参数是String数组，这里要注意在jdk1.4时是数组，jdk1.5之后是可变参数
             //这里拆的时候将  new String[]{"a","b","c"} 拆成3个对象。。。所以需要将它强转。
             methodMain.invoke(null, (Object)new String[]{"a","b","c"});//方式一
            // methodMain.invoke(null, new Object[]{new String[]{"a","b","c"}});//方式二

        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        }


    }
}

控制台输出：
main方法执行了。。

8.反射方法的其它使用之—通过反射运行配置文件内容

student类：

public class Student {
    public void show(){
        System.out.println("is show()");
    }
}

配置文件以txt文件为例子（pro.txt）：

className = cn.fanshe.Student
methodName = show

测试类：

import java.io.FileNotFoundException;
import java.io.FileReader;
import java.io.IOException;
import java.lang.reflect.Method;
import java.util.Properties;

/*
 * 我们利用反射和配置文件，可以使：应用程序更新时，对源码无需进行任何修改
 * 我们只需要将新类发送给客户端，并修改配置文件即可
 */
public class Demo {
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        //通过反射获取Class对象
        Class stuClass = Class.forName(getValue("className"));//"cn.fanshe.Student"
        //2获取show()方法
        Method m = stuClass.getMethod(getValue("methodName"));//show
        //3.调用show()方法
        m.invoke(stuClass.getConstructor().newInstance());

    }

    //此方法接收一个key，在配置文件中获取相应的value
    public static String getValue(String key) throws IOException{
        Properties pro = new Properties();//获取配置文件的对象
        FileReader in = new FileReader("pro.txt");//获取输入流
        pro.load(in);//将流加载到配置文件对象中
        in.close();
        return pro.getProperty(key);//返回根据key获取的value值
    }
}

控制台输出：
is show()

需求：

当我们升级这个系统时，不要Student类，而需要新写一个Student2的类时，这时只需要更改pro.txt的文件内容就可以了。代码就一点不用改动

要替换的student2类：

public class Student2 {
    public void show2(){
        System.out.println("is show2()");
    }
}

配置文件更改为：
className = cn.fanshe.Student2
methodName = show2
控制台输出：
is show2();