Java反射机制详解-优快云博客

本文深入讲解Java反射机制，包括Class类的使用、动态加载类、获取方法信息等核心概念，并探讨了方法反射的基本操作及集合泛型的本质。

第1章 Class类的使用

1-1 Class类的使用

JAVA-Reflect专题
- Class类的使用
- 方法的反射
- 成员变量的反射
- 构造函数的反射
- Java类加载机制

Class类
- 在面向对象的世界里，万事万物皆对象。
*java语言中，静态的成员、普通数据类型是不是对象？
类是谁的对象呢？*
类是对象，类是java.lang.Class类的实例对象
- 这个类到底如何表示？

public class ClassDemo1 {
    public static void main(String[] args) {
        //Foo的实例对象如何表示
        Foo foo1 = new Foo();//foo1就表示出来了.
        //Foo这个类 也是一个实例对象，Class类的实例对象,如何表示呢
        //任何一个类都是Class的实例对象，这个实例对象有三种表示方式

        //第一种表示方式--->实际在告诉我们任何一个类都有一个隐含的静态成员变量class
        Class c1 = Foo.class;

        //第二中表达方式  已经知道该类的对象通过getClass方法
        Class c2 = foo1.getClass();

        /*官网 c1 ,c2 表示了Foo类的类类型(class type)
         * 万事万物皆对象，
         * 类也是对象，是Class类的实例对象
         * 这个对象我们称为该类的类类型
         * 
         */

        //不管c1  or c2都代表了Foo类的类类型，一个类只可能是Class类的一个实例对象
        System.out.println(c1 == c2);

        //第三种表达方式
        Class c3 = null;
        try {
            c3 = Class.forName("com.imooc.reflect.Foo");
        } catch (ClassNotFoundException e) {
            // TODO Auto-generated catch block
            e.printStackTrace();
        }
        System.out.println(c2==c3);

        //我们完全可以通过类的类类型创建该类的对象实例---->通过c1 or c2 or c3创建Foo的实例对象
        try {
            Foo foo = (Foo)c1.newInstance();//需要有无参数的构造方法
            foo.print();
        } catch (InstantiationException e) {
            // TODO Auto-generated catch block
            e.printStackTrace();
        } catch (IllegalAccessException e) {
            // TODO Auto-generated catch block
            e.printStackTrace();
        }


    }
}
class Foo{

    void print(){
        System.out.println("foo");
    }
}

第2章动态加载类

2-1 Java 动态加载类

Class.forName(“类的全称”)
- 不仅表示了类的类类型，还代表了动态加载类
- 请大家区分编译、运行
- 编译时刻加载的类是静态加载类、运行时刻加载类是动态加载类

class Office{

    public static void main(String[] args){
        //new 创建对象 是静态加载类，在编译的时候就需要加载所有的可能使用到的类
        //通过动态加载类可以解决该问题
        if("Word".equals(args[0])){
            Word w = new Word();
            w.start();
        }
        if("Excel".equals(args[0])){
            Excel e = new Excel();
            e.start();
        }
    }


}

class OfficeBetter{

    public static void main(String[] args){


        try{
            Class c = Class.forName(args[0]);

            OfficeAble oa = (OfficeAble)c.newInstance();
            oa.start();
        }catch(Exception e){
            e.printStackTrace();
        }


    }
}

interface OfficeAble{
    public void start();
}

class Word implements OfficeAble{



    public void start(){
        System.out.println("word..start...");
    }
}

class Excel implements OfficeAble{



    public void start(){
        System.out.println("excel..start...");
    }
}

第3章获取方法信息

3-1 Java 获取方法信息

基本的数据类型
void关键字都存在类类型
Class类的基本API操作

public class ClassDemo2 {
    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   String类字节码（自己发明的)
        Class c3 = double.class;
        Class c4 = Double.class;
        Class c5 = void.class;

        System.out.println(c1.getName());
        System.out.println(c2.getName());
        System.out.println(c2.getSimpleName());//不包含包名的类的名称
        System.out.println(c5.getName());
    }

}

public class ClassUtil {
    /**
     * 打印类的信息，包括类的成员函数、成员变量(只获取成员函数)
     * @param obj 该对象所属类的信息
     */
    public static void printClassMethodMessage(Object obj){
        //要获取类的信息  首先要获取类的类类型
        Class c = obj.getClass();//传递的是哪个子类的对象  c就是该子类的类类型
        //获取类的名称
        System.out.println("类的名称是:"+c.getName());
        /*
         * Method类，方法对象
         * 一个成员方法就是一个Method对象
         * getMethods()方法获取的是所有的public的函数，包括父类继承而来的
         * getDeclaredMethods()获取的是所有该类自己声明的方法，不问访问权限
         */
        Method[] ms = c.getMethods();//c.getDeclaredMethods()
        for(int i = 0; i < ms.length;i++){
            //得到方法的返回值类型的类类型
            Class returnType = ms[i].getReturnType();
            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(")");
        }
    }
}

public class ClassDemo3 {
    public static void main(String[] args) {
        String s = "hello";
        ClassUtil.printClassMethodMessage(s);

        Integer n1 = 1;
        ClassUtil.printClassMethodMessage(n1);
    }

}

第4章获取成员变量构造函数信息

4-1 Java 获取成员变量构造函数信息

public class ClassUtil {
    /**
     * 打印类的信息，包括类的成员函数、成员变量(只获取成员函数)
     * @param obj 该对象所属类的信息
     */
    public static void printClassMethodMessage(Object obj){
        //要获取类的信息  首先要获取类的类类型
        Class c = obj.getClass();//传递的是哪个子类的对象  c就是该子类的类类型
        //获取类的名称
        System.out.println("类的名称是:"+c.getName());
        /*
         * Method类，方法对象
         * 一个成员方法就是一个Method对象
         * getMethods()方法获取的是所有的public的函数，包括父类继承而来的
         * getDeclaredMethods()获取的是所有该类自己声明的方法，不问访问权限
         */
        Method[] ms = c.getMethods();//c.getDeclaredMethods()
        for(int i = 0; i < ms.length;i++){
            //得到方法的返回值类型的类类型
            Class returnType = ms[i].getReturnType();
            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(")");
        }
    }
    /**
     * 获取成员变量的信息
     * @param obj
     */
    public static void printFieldMessage(Object obj) {
        Class c = obj.getClass();
        /*
         * 成员变量也是对象
         * java.lang.reflect.Field
         * Field类封装了关于成员变量的操作
         * getFields()方法获取的是所有的public的成员变量的信息
         * getDeclaredFields获取的是该类自己声明的成员变量的信息
         */
        //Field[] fs = c.getFields();
        Field[] fs = c.getDeclaredFields();
        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);
        }
    }
    /**
     * 打印对象的构造函数的信息
     * @param obj
     */
    public static void printConMessage(Object obj){
        Class c = obj.getClass();
        /*
         * 构造函数也是对象
         * java.lang. Constructor中封装了构造函数的信息
         * getConstructors获取所有的public的构造函数
         * getDeclaredConstructors得到所有的构造函数
         */
        //Constructor[] cs = c.getConstructors();
        Constructor[] cs = c.getDeclaredConstructors();
        for (Constructor constructor : cs) {
            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(")");
        }
    }
}

public class ClassDemo4 {

    /**
     * @param args
     */
    public static void main(String[] args) {
        // TODO Auto-generated method stub
        ClassUtil.printFieldMessage("hello");
        System.out.println("=============");
        ClassUtil.printFieldMessage(new Integer(1));

    }

}

public class ClassDemo5 {

    /**
     * @param args
     */
    public static void main(String[] args) {
        // TODO Auto-generated method stub
        ClassUtil.printConMessage("hello");
        ClassUtil.printConMessage(new Integer(1));


    }

}

第5章方法反射的基本操作

5-1 Java 方法反射的基本操作

方法的反射
1. 如何获取某个方法
方法的名称和方法的参数列表才能唯一决定某个方法
2. 方法反射的操作
method.invoke(对象，参数列表)

public class MethodDemo1 {
    public static void main(String[] args) {
       //要获取print(int ,int )方法  1.要获取一个方法就是获取类的信息，获取类的信息首先要获取类的类类型
        A a1 = new A();
        Class c = a1.getClass();
        /*
         * 2.获取方法 名称和参数列表来决定  
         * getMethod获取的是public的方法
         * getDelcaredMethod自己声明的方法
         */
        try {
            //Method m =  c.getMethod("print", new Class[]{int.class,int.class});
            Method m = c.getMethod("print", int.class,int.class);

            //方法的反射操作  
            //a1.print(10, 20);方法的反射操作是用m对象来进行方法调用 和a1.print调用的效果完全相同
            //方法如果没有返回值返回null,有返回值返回具体的返回值
            //Object o = m.invoke(a1,new Object[]{10,20});
            Object o = m.invoke(a1, 10,20);
            System.out.println("==================");
            //获取方法print(String,String)
             Method m1 = c.getMethod("print",String.class,String.class);
             //用方法进行反射操作
             //a1.print("hello", "WORLD");
             o = m1.invoke(a1, "hello","WORLD");
             System.out.println("===================");
           //  Method m2 = c.getMethod("print", new Class[]{});
                Method m2 = c.getMethod("print");
               // m2.invoke(a1, new Object[]{});
                m2.invoke(a1);
        } catch (Exception e) {
            // TODO Auto-generated catch block
            e.printStackTrace();
        } 

    }
}
class A{
    public void print(){
        System.out.println("helloworld");
    }
    public void print(int a,int b){
        System.out.println(a+b);
    }
    public void print(String a,String b){
        System.out.println(a.toUpperCase()+","+b.toLowerCase());
    }
}

为什么要用方法的反射
why?指定方法名称调用方法
举个实际应用的案例 —->通过标准JavaBean的属性名获取其属性值
BeanUtil类

public class MethodDemo2 {
    public static void main(String[] args) {
        UserService us = new UserService();
        /*
         * 通过键盘输入命令执行操作
         * 输入update命令就调用update方法
         * 输入delete命令就调用delete方法
         * ...
         */
        try {
            BufferedReader br = new BufferedReader(
                    new InputStreamReader(System.in));
            System.out.println("请输入命令:");
            String action = br.readLine();
            /*if("update".equals(action)){
                us.update();
            }
            if("delete".equals(action)){
                us.delete();
            }
            if("find".equals(action)){
                us.find();
            }*/
            /*
             * action就是方法名称， 都没有参数--->通过方法的反射操作就会简单很多
             * 通过方法对象然后进行反射操作
             */
            Class c = us.getClass();
            Method m = c.getMethod(action);
            m.invoke(us);
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }

}

public class UserService {
    public void delete(){
        System.out.println("删除用户");
    }
    public void update(){
        System.out.println("修改用户");
    }
    public void find(){
        System.out.println("查找用户");
    }
}

public class MethodDemo3 {

    /**
     * @param args
     */
    public static void main(String[] args) {
        // TODO Auto-generated method stub
        User u1 = new User("zhangsan", "123456", 30);
        System.out.println(BeanUtil.getValueByPropertyName(u1, "username"));
       System.out.println(BeanUtil.getValueByPropertyName(u1, "userpass"));
    }

}

public class BeanUtil {
    /**
     * 根据标准javaBean对象的属性名获取其属性值
     * 
     * @param obj
     * @param propertyName
     * @return
     */
    public static Object getValueByPropertyName(Object obj, String propertyName) {
        // 1.根据属性名称就可以获取其get方法
        String getMethodName = "get"
                + propertyName.substring(0, 1).toUpperCase()
                + propertyName.substring(1);
        //2.获取方法对象
        Class c = obj.getClass();
        try {
            //get方法都是public的且无参数
            Method m= c.getMethod(getMethodName);
            //3 通过方法的反射操作方法
            Object value = m.invoke(obj);
            return value;
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
            return null;
        }
    }
}

第6章通过反射了解集合泛型的本质

6-1 Java 通过反射了解集合泛型的本质

通过Class,Method来认识泛型的本质

public class MethodDemo4 {
    public static void main(String[] args) {
        ArrayList list = new ArrayList();

        ArrayList<String> list1 = new ArrayList<String>();
        list1.add("hello");
        //list1.add(20);错误的
        Class c1 = list.getClass();
        Class c2 = list1.getClass();
        System.out.println(c1 == c2);
        //反射的操作都是编译之后的操作

        /*
         * c1==c2结果返回true说明编译之后集合的泛型是去泛型化的
         * Java中集合的泛型，是防止错误输入的，只在编译阶段有效，
         * 绕过编译就无效了
         * 验证：我们可以通过方法的反射来操作，绕过编译
         */
        try {
            Method m = c2.getMethod("add", Object.class);
            m.invoke(list1, 20);//绕过编译操作就绕过了泛型
            System.out.println(list1.size());
            System.out.println(list1);
            /*for (String string : list1) {
                System.out.println(string);
            }*///现在不能这样遍历
        } catch (Exception e) {
          e.printStackTrace();
        }
    }

}