JAVA-反射

原创于 2025-02-07 18:37:45 发布 · 813 阅读

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一、定义

Java的反射（reflection）机制是在运行状态中，对于任意一个类，都能够知道这个类的所有属性和方法；

对于任意一个对象，都能够调用它的任意方法和属性，既然能拿到那么，我们就可以修改部分类型信息；这种动态获取信息以及动态调用对象方法的功能称为java语言的反射（reflection）机制。

二、用途

1. 在日常的第三方应用开发过程中，经常会遇到某个类的某个成员变量、方法或是属性是私有的或是只对系统应用开放，这时候就可以利用Java的反射机制通过反射来获取所需的私有成员或是方法。

2. 反射最重要的用途就是开发各种通用框架，比如在spring中，我们将所有的类Bean交给spring容器管理，无论是XML配置Bean还是注解配置，当我们从容器中获取Bean来依赖注入时，容器会读取配置，而配置中给的就是类的信息，spring根据这些信息，需要创建那些Bean，spring就动态的创建这些类。

三、反射基本信息

class Person {

}

class Student extends Person {

}
Java程序中许多对象在运行时会出现两种类型：运行时类型(RTTI)和编译时类型，例如Person p = new Student()；这句代码中p在编译时类型为Person，运行时类型为Student。程序需要在运行时发现对象和类的真实信息。而通过使用反射程序就能判断出该对象和类属于哪些类。

四、反射相关的类（重要）

1. Class类(反射机制的起源 )

Class代表类的实体，在运行的Java应用程序中表示类和接口 .

Java文件被编译后，生成了.class文件，JVM此时就要去解读.class文件 ,被编译后的Java文件.class也被JVM解析为一个对象，这个对象就是 java.lang.Class .这样当程序在运行时，每个java文件就最终变成了Class类对象的一个实例。我们通过Java的反射机制应用到这个实例，就可以去获得甚至去添加改变这个类的属性和动作，使得这个类成为一个动态的类 .

4.1.1 Class类中的相关方法

(重要)常用获得类相关的方法
(重要)常用获得类中属性相关的方法(以下方法返回值为Field相关)
(了解)获得类中注解相关的方法
(重要)获得类中构造器相关的方法（以下方法返回值为Constructor相关）
(重要)获得类中方法相关的方法（以下方法返回值为Method相关）

五、反射的使用

1. 获得Class对象的三种方式

注意：所有和反射相关的包都在 import java.lang.reflect 包下面。

在反射之前，我们需要做的第一步就是先拿到当前需要反射的类的Class对象，然后通过Class对象的核心方法，达到反射的目的，即：在运行状态中，对于任意一个类，都能够知道这个类的所有属性和方法；对于任意一个对象，都能够调用它的任意方法和属性，既然能拿到那么，我们就可以修改部分类型信息。

我们有这样两个类：

class Student {
    //私有属性name
    private String name = "zs";

    //公有属性age
    public int age = 21;

    //不带参数的构造方法
    public Student(){
        System.out.println("Student()");
    }
    //私有的构造方法
    private Student(String name,int age) {
        this.name = name;
        this.age = age;
        System.out.println("Student(String,name)");
    }

    private void eat(){
        System.out.println("i am eat");
    }
    public void sleep(){
        System.out.println("i am pig");
    }
    private void function(String str) {
        System.out.println(str);
    }
    @Override
    public String toString() {
        return "demo1.Student{" +
                "name='" + name + '\'' +
                ", age=" + age +
                '}';
    }
}

class Person {
    //私有属性name
    private String name = "lisi";

    //公有属性age
    public int age = 211;
}

public static void main(String[] args) {
        //获取Class对象

        //方式一:
        //通过 Class 对象的 forName() 静态方法来获取，用的最多，
        //但可能抛出 ClassNotFoundException 异常
        Class<?> c1 = null;
        try{
            //注意这里是类的全路径，如果有包需要加包的路径
            c1 = Class.forName("demo1.Student");
        } catch (ClassNotFoundException e) {
            e.printStackTrace();
        }

        //方式二:
        //直接通过 类名.class 的方式得到,该方法最为安全可靠，程序性能更高
        //这说明任何一个类都有一个隐含的静态成员变量 class
        Class<?> c2 = Student.class;

        //方式三:
        //通过getClass获取Class对象
        Student student = new Student();
        Class<?> c3 = student.getClass();

        //一个类在 JVM 中同一类只会有一个 Class 实例,即我们对上面获取的
        //c1,c2,c3进行比较，发现都是true
        System.out.println(c1 == c2);//true
        System.out.println(c1 == c3);//true
        System.out.println(c2 == c3);//true

        //其他类
        Class<?> c4 = Person.class;
        //false
        System.out.println(c1 == c4);
    }

方式一：使用 Class.forName("类的全路径名"); 静态方法。

前提：已明确类的全路径名。

forName会抛出一个编译时异常，使用的时候需处理一下。

需用Class<?>来接收

方式二：使用 .class 方法。

说明：仅适合在编译前就已经明确要操作的 Class

第三种，使用类对象的 getClass() 方法

2.利用反射创建对象

我们单独用一个方法，做为利用反射创建对象方法：

此方法中间画了删除线，代表此方法过时了，但是并不代表不能使用

该方法也会抛出两个异常，在使用时需要处理一下，处理异常的时候我们可以将鼠标放到警告处，按下Alt + 回车就会帮我们自动处理

//创建对象
    public static void reflectNewInstance() {

        Class<?> c1 = null;
        try{
            //获取Class对象
            c1 = Class.forName("demo1.Student");
            //用 newInstance() 创建对象
            Student student = (Student) c1.newInstance();

        } catch (ClassNotFoundException e) {
            e.printStackTrace();
        } catch (InstantiationException e) {
            e.printStackTrace();
        } catch (IllegalAccessException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }

运行结果:

创建对象的时候会自动调用构造方法

3.利用反射调用构造方法

我们访问这个私有的构造方法

由于是私有的就在Declared里面找可以使用的

注意：此方法的返回类型和异常

需注意此方法的传参一定要对

public static void reflectPrivateConstructor() {
        Class<?> c1 = null;
        try {
            //获取Class对象
            c1 = Class.forName("demo1.Student");

            //获得构造方法，注意传入的参数顺序要保持一致
            Constructor<Student> constructor =
                    (Constructor<Student>) c1.getDeclaredConstructor(String.class,int.class);

            //如果是私有的需要使用这条语句打开
            constructor.setAccessible(true);

            //创建类的实例
            Student student = constructor.newInstance("张三",30);

            System.out.println(student);


        } catch (ClassNotFoundException e) {
            e.printStackTrace();
        } catch (NoSuchMethodException e) {
            e.printStackTrace();
        } catch (InvocationTargetException e) {
            e.printStackTrace();
        } catch (InstantiationException e) {
            e.printStackTrace();
        } catch (IllegalAccessException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }

结果：

4.利用反射访问类的属性

public static void reflectPrivateField() {
        Class<?> c1 = null;
        try {
            //获取Class对象
            c1 = Class.forName("demo1.Student");

            //获得构造方法
            Constructor<Student> constructor =
                    (Constructor<Student>) c1.getDeclaredConstructor();

            //创建对象
            Student student = constructor.newInstance();

            //获取元素，参数输入 元素的变量名
            Field field = c1.getDeclaredField("name");

            //私有的需要打开
            field.setAccessible(true);

            //第一个参数传入对象，第二个参数传入要改变的值
            field.set(student,"王五");

            System.out.println(student);


        } catch (ClassNotFoundException e) {
            e.printStackTrace();
        } catch (NoSuchMethodException e) {
            e.printStackTrace();
        } catch (NoSuchFieldException e) {
            e.printStackTrace();
        } catch (InvocationTargetException e) {
            e.printStackTrace();
        } catch (InstantiationException e) {
            e.printStackTrace();
        } catch (IllegalAccessException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }

运行结果：

注意我们原来是有默认值的，但即便这样都还是改了，所以反射是一般双刃剑需谨慎使用

5.利用反射访问方法

    public static void reflectPrivateMethod() {
        Class<?> c1 = null;
        try {
            //获取Class对象
            c1 = Class.forName("demo1.Student");

            //获得构造方法
            Constructor<Student> constructor =
                    (Constructor<Student>) c1.getDeclaredConstructor();

            //创建对象
            Student student = constructor.newInstance();

            //获得该类的某个方法                     方法名     方法的参数
            Method method = c1.getDeclaredMethod("function", String.class);
            method.setAccessible(true);

            method.invoke(student,"反射改变方法参数");


        } catch (ClassNotFoundException e) {
            e.printStackTrace();
        } catch (InvocationTargetException e) {
            e.printStackTrace();
        } catch (NoSuchMethodException e) {
            e.printStackTrace();
        } catch (InstantiationException e) {
            e.printStackTrace();
        } catch (IllegalAccessException e) {
            e.printStackTrace();
        }

    }

运行结果：

六、反射优点和缺点

优点：

1. 对于任意一个类，都能够知道这个类的所有属性和方法；对于任意一个对象，都能够调用它的任意一个方法

2. 增加程序的灵活性和扩展性，降低耦合性，提高自适应能力

3. 反射已经运用在了很多流行框架如：Struts、Hibernate、Spring 等等。

缺点：

1. 使用反射会有效率问题。会导致程序效率降低。具体参考这里：http://www.imooc.com/article/293679

2. 反射技术绕过了源代码的技术，因而会带来维护问题。反射代码比相应的直接代码更复杂