Class＜?＞ 对象 的作用

Class<?> 对象在 Java 中是一个非常重要的概念，它是 Java 反射机制的核心部分。每个类在 JVM 中都有一个对应的 Class 对象，这个对象包含了该类的所有元数据（metadata），如类名、方法、字段、构造函数等信息。通过 Class<?> 对象，你可以在运行时动态地获取和操作类的结构和行为。

Class<?> 对象的作用

1. 获取类的元数据：

   • 通过 Class<?> 对象，你可以访问类的各种元数据，包括类名、父类、接口、构造函数、方法、字段等。

2. 创建类的实例：

   • 使用反射机制，可以通过 Class<?> 对象创建类的实例，而不需要直接使用 new 关键字。

3. 调用方法和访问字段：

   • 可以通过 Class<?> 对象获取方法和字段的引用，并在运行时调用这些方法或访问这些字段。

4. 检查和修改类的行为：

   • 在某些场景下，可以使用 Class<?> 对象来检查类的行为（例如是否实现了某个接口）或修改类的行为（例如设置字段值）。

5. 实现工厂模式：

   • 通过 Class<?> 对象，可以在运行时动态加载类并创建其实例，这有助于实现灵活的工厂模式。

6. AOP 和动态代理：

   • 在面向切面编程（AOP）和动态代理中，Class<?> 对象用于生成代理类和处理增强逻辑。

获取 Class<?> 对象的方式

有几种常见的方式来获取 Class<?> 对象：

通过类的静态属性 .class

Class<MyClass> clazz = MyClass.class;

通过对象的 getClass() 方法

MyClass obj = new MyClass();
Class<?> clazz = obj.getClass();

通过 Class.forName() 方法：

try {
    Class<?> clazz = Class.forName("com.example.MyClass");
} catch (ClassNotFoundException e) {
    e.printStackTrace();
}

常用方法

以下是一些常用的 Class<?> 对象方法及其用途：

获取类的基本信息

• getName()：返回类的全限定名。

  String className = clazz.getName();

  getSimpleName()：返回类的简单名称（不包含包名）。

  String simpleClassName = clazz.getSimpleName();

  getSuperclass()：返回该类的父类。

  Class<?> superClass = clazz.getSuperclass();

  getInterfaces()：返回该类实现的接口。

  Class<?>[] interfaces = clazz.getInterfaces();

  创建类的实例

• newInstance()（已过时，建议使用构造器反射）：创建类的一个新实例。

  Object instance = clazz.newInstance(); // 已过时

  使用构造器反射：更推荐的方式是通过 Constructor 对象创建实例。

  Constructor<?> constructor = clazz.getConstructor();
  Object instance = constructor.newInstance();

  获取方法和字段

• getMethods()：返回所有公共方法（包括从父类继承的方法）。

  Method[] methods = clazz.getMethods();

  getDeclaredMethods()：返回该类声明的所有方法（不包括继承的方法）。

  Method[] declaredMethods = clazz.getDeclaredMethods();

  getFields()：返回所有公共字段（包括从父类继承的字段）。

  Field[] fields = clazz.getFields();

  getDeclaredFields()：返回该类声明的所有字段（不包括继承的字段）。

  Field[] declaredFields = clazz.getDeclaredFields();

  调用方法和访问字段

• getMethod()：获取指定名称和参数类型的公共方法。

  Method method = clazz.getMethod("methodName", paramTypes);

  invoke()：调用方法。

  Object result = method.invoke(instance, args);

  getField()：获取指定名称的公共字段。

  Field field = clazz.getField("fieldName");

  set() 和 get()：设置和获取字段的值。

  field.set(instance, value); // 设置字段值
  Object fieldValue = field.get(instance); // 获取字段值

  示例代码

  以下是一个完整的示例，展示了如何使用 Class<?> 对象进行常见的反射操作：

  import java.lang.reflect.Constructor;
  import java.lang.reflect.Method;
  import java.lang.reflect.Field;
  
  public class ReflectionExample {
  
      public static void main(String[] args) {
          try {
              // 获取 Class<?> 对象
              Class<?> clazz = Class.forName("com.example.MyClass");
  
              // 打印类的全限定名
              System.out.println("Class Name: " + clazz.getName());
  
              // 创建类的实例
              Constructor<?> constructor = clazz.getConstructor();
              Object instance = constructor.newInstance();
  
              // 获取并调用方法
              Method method = clazz.getMethod("myMethod", String.class);
              method.invoke(instance, "Hello, World!");
  
              // 获取并设置字段值
              Field field = clazz.getDeclaredField("myField");
              field.setAccessible(true); // 如果字段是私有的，需要设置为可访问
              field.set(instance, "New Value");
  
              // 获取字段值
              String fieldValue = (String) field.get(instance);
              System.out.println("Field Value: " + fieldValue);
  
          } catch (Exception e) {
              e.printStackTrace();
          }
      }
  }

  假设 MyClass 的定义如下：

  package com.example;
  
  public class MyClass {
      private String myField = "Initial Value";
  
      public void myMethod(String message) {
          System.out.println("Message: " + message);
      }
  }

  总结

• Class<?> 对象是 Java 反射机制的基础，提供了对类元数据的访问以及动态操作类的能力。
• 通过 Class<?> 对象，你可以在运行时获取类的信息、创建类的实例、调用方法和访问字段。
• 这种灵活性使得 Class<?> 对象在许多高级应用场景中非常重要，如插件系统、模块化应用、AOP 和动态代理等。