Java-反射机制总结-优快云博客

本文介绍了Java反射机制的概念，包括其在运行时动态获取和操作类信息的能力。详细讲解了反射原理、相关类的使用（如Class、Method、Field和Constructor），并探讨了如何处理私有变量和反射效率的问题。

Java-反射机制总结

一、反射机制

1.1 概念

反射机制是指在运行时动态地获取和操作类的信息、对象的属性和方法的能力。通过反射，可以在编译时无法确定的情况下，通过获取类的元数据信息，实现对类、对象、方法的检查、调用和操作。

理解：
- 反射机制允许：程序在执行期间借助于Reflection API取得任何类的内部信息（比如成员变量，构造方法，成员方法等的），并且能够操作对象的属性及方法。【在设计模式和框架的底层常用】
- 类加载完后，在堆中产生一个Class类型的对象（一个类仅产生一个Class对象），这个Class类型的对象包含了类的完整结构信息。
- 通过这个Class类型的对象，可以得到类的结构以及各种类的信息，因此，Class对象就像一面镜子，透过镜子可以看到类的结构，所以形象地成为反射。

1.2 反射机制原理图

回顾Java程序运行过程：
- 1.编码：编写源代码（.java文件）
- 2.编译：通过编译器（javac）编译成字节码（.class文件）
- 3.类加载器加载：Java虚拟机（JVM）的类加载器将字节码文件（.class）加载到内存中；
- 4.字节码验证：如结构，语义，类型等验证；
- 5.执行：Java虚拟机解释字节码指令进行执行；
以"反射机制引入"中的需求为例，绘制反射机制原理图如下:

反射机制原理图

二、反射机制相关的类

主要的类如下：

类名	所在包名	描述
Class	java.lang.Class	代表一个类，Class对象表示某个类加载后在堆中的对象
Method	java.lang.reflection.Method	代表类的方法
Field	java.lang.reflect.Field	代表类的成员变量
Constructor	java.lang.reflect.Constructor	代表类的构造方法

2.1 相关类的用法

通过反射获取类的成员变量：

自定义的Cat类

/**
 * @author: sea
 * @date: 2023/5/23 16:33
 */
public class Cat {
    private String name;
    public int age = 10;
    public void hi(){
        System.out.println("hihihi");
    }

    public void cry(){
        System.out.println("miamiamia");
    }
}

用法：

/**
 * @author: sea
 * @date: 2023/5/29 09:22
 */
public class Reflection_02_Field_Constructor {
  public static void main(String[] args) throws IOException, ClassNotFoundException, InstantiationException, IllegalAccessException, NoSuchMethodException, InvocationTargetException, NoSuchFieldException {

        String filePath = "./hsp_ch23/re.properties";
        Properties properties = new Properties();
        properties.load(new FileReader(filePath));
        String classFullPath = properties.getProperty("classfullpath");
        String method = properties.getProperty("method");
        //可以从文件中读取到 类的路径 和 方法名称，但是如果不使用反射机制的话，无法通过路径创建类的对象
        System.out.println("classfullpath=" + classFullPath + "\n" + "method=" + method);

        //(1) 通过 类的路径 加载 类，返回的是Class类型的对象aClass
        Class aClass = Class.forName(classFullPath);

        //(2) 通过 aClass 得到 加载的类（hsp_ch23.Reflection_.Cat）的对象实例
        Object o = aClass.newInstance();
        System.out.println("对象实例 o 的运行类型：" + aClass.newInstance().getClass());
      
      	//(3) 通过 aClass 可以获取到 加载的类（hsp_ch23.Reflection_.Cat）中名称为 读取到的method值 的方法对象（Method类的对象）
        // 即：在反射中，方法也视为一个对象
        Method method1 = aClass.getMethod(method);

        //(4) 通过 method1 来实现方法的调用
        method1.invoke(o);//此处，有点绕，传统方式：通过 对象示例 调用 类的方法【o.method1()】。 此处：方法.invoke(对象)；
        
      
        //获取类的成员变量（Field对象）
        Field name = aClass.getField("name");
        System.out.println(name.get(o));// ==> o.name
      
      	Field age = aClass.getField("age");
        System.out.println(age.get(o));
      
        //获取构造器
        // (1)无参构造器
        Constructor constructor1 = aClass.getConstructor();
        System.out.println(constructor1);
        // (2)带参构造器
        Constructor constructor2 = aClass.getConstructor(String.class);
        System.out.println(constructor2);
        
    }
}