深入理解Java反射机制及其实现-优快云博客

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前言

之前学习的时候有看到过java反射方面的内容，当时以为觉得理解了那些内容，后来才发现时间一长就遗忘了，等用到的时候就到处翻找之前的资料又重新看了一遍，现在还是把这些东西给写出来，下次找的时候就可以很方便了，帮助自己记忆。

实现

说到反射，我们就不得不提Class类了，我们以前都是定义一个类，如下：

class Person(){
    ///////
}

这里我们需要明白的是，我们所定义的这个类Person其实就是Class类的一个对象，这里可能就糊涂了，明明Person是类，怎么是对象呢？

这里我们看一下官方API给出的关于Class类的说明：

Class 类的实例表示正在运行的 Java 应用程序中的类和接口。枚举是一种类，注释是一种接口。每个数组属于被映射为 Class 对象的一个类，所有具有相同元素类型和维数的数组都共享该 Class 对象。基本的 Java 类型（boolean、byte、char、short、int、long、float 和 double）和关键字 void 也表示为 Class 对象。
Class 没有公共构造方法。Class 对象是在加载类时由 Java 虚拟机以及通过调用类加载器中的 defineClass 方法自动构造的。

说的应该很清楚了，Class类的实例也就是对象是java程序中的类和接口，我们定义了一个类也即是生成了Class类的一个对象。
因为Class没有公共的构造方法，所以我们该怎么去得到一个Class的对象呢？
原来每一个类都有一个Class的对象代表当前类在内存中的引用，我们只要得到这个Class对象就可以了。而得到Class对象有三种方式，这里我们已Person类为例来得到Person类的Class对象。

Class cla = Person.class
Person p = new Person();
Class cla = p.getClass();
Class cla = Class.forName(“com.example.model.Person”);

以上三种方式我们都可以得到Class对象，第一种就是直接用Person类调用其静态变量class也即是Class的对象，第二种是通过Person的一个对象调用getClass()方法来得到Class对象，第三种也是最常用的一种，通过Person类的完整类名的字符串调用Class类的静态方法forName来得到Class对象，此时cla对象也就是Person类在内存中的引用，通过cla我们同样可以生成Person类的一个对象，如下所示：

public Person(){
        System.out.println("默认的构造函数被调用");
    }

    public void test1(){
        Class cla = Person.class;
        Person p = null;
        try {
            p = (Person) cla.newInstance();
        } catch (Exception e) {}
    }

test1的运行结果为：
这里写图片描述
我们就可以看到，Person的构造函数被执行了，因为我们调用了Class类的newInstance方法，该方法在API的解释是：

所以我们就通过cla对象得到了Person类的一个对象。这也就意味着，你给我一个完整的类名的字符串，我通过Class类就可以得到该类的一个对象，这是什么有用的。

上面我们只是调用Person类的默认构造方法，但是实际我们的构造方法都是有参数的，那么我们该怎么通过Class来调用参数的构造方法来得到Person类的对象？
别急，这里我们就要说另一个类了，也是在反射中十分重要的一个类：Constructor
这里写图片描述
我们可以看到，Constructor提供关于类的单个构造方法的信息，也即是说我们得到了Constructor的对象就得到了类的构造方法，然后通过Constructor来调用构造方法是不是就得到了类的对象呢？
在Class类的方法中，有几个方法是关于Constructor的：

这里写图片描述

其中前两个方法得到是public类型的构造方法，后面得到了是所有的构造方法包括private类型在内。

    public Person(String name){
        System.out.println("name = " + name);
    }

    private Person(int age){
        System.out.println("age = " + age);
    }

这里我们再给出两个构造方法，一个带有String类型的参数，另一个是int类型的并且是私有的构造方法。我们可以测试一下：

    public void test2() throws Exception{
        //得到字节码
        Class cla = Class.forName("com.example.model.Person");
        //调用无参的构造方法
        Constructor con1 = cla.getConstructor(null);
        Person p1 = (Person) con1.newInstance(null);

        //调用参数为String类型的构造方法
        Constructor con2 = cla.getConstructor(String.class);
        Person p2 = (Person) con2.newInstance("Tom"); 

        //调用参数为int类型的私有构造方法
        Constructor con3 = cla.getDeclaredConstructor(int.class);
        con3.setAccessible(true);
        Person p3 = (Person) con3.newInstance(18);
    }

运行结果如下：

这里写图片描述

可以看到，我们确实调用了不同的构造方法连同私有的构造方法一起。

反射方法

我们不仅可以反射构造方法，我们同样可以反射实例方法，通过方法名来直接调用方法。下面是我定义的几个方法：

    public void m1(){
        System.out.println("方法m1被调用");
    }

    public void m2(String name){
        System.out.println("方法m2被调用"+" name= "+name);
    }

    private void m3(){
        System.out.println("私有方法m3被调用");
    }

    public static void m4(){
        System.out.println("静态方法m4被调用");
    }

然后通过下面的代码去测试一下：

    public void test3() throws Exception{
        Class cla = Person.class;
        Person p = (Person) cla.newInstance();
        //得到方法m1
        Method m1 = cla.getMethod("m1", null);
        m1.invoke(p, null);

        //得到方法m2
        Method m2 = cla.getMethod("m2", String.class);
        m2.invoke(p, "Tom");

        //得到私有方法m3
        Method m3 = cla.getDeclaredMethod("m3", null);
        m3.setAccessible(true);
        m3.invoke(p, null);

        //得到私有方法m4
        Method m4 = cla.getMethod("m4", null);
        m4.invoke(null, null);
    }

运行结果如下：

这里写图片描述

可以看到所有的方法都成功调用了。通过方法名，我们就可以调用相应的方法。

反射字段

    public String name = "JcMan";

我们定义一个字段，然后我们通过Class来得到这个字段的值。

    public void test4() throws Exception{
        Class cla = Person.class;
        Person p = (Person) cla.newInstance();
        Field f = cla.getField("name");
        String name = (String) f.get(p);
        System.out.println(name);
    }

运行结果就不用说了。