Java-反射

原创 已于 2023-07-03 23:09:12 修改 · 261 阅读 · 0 ·
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#迭代器 #反射机制 #Class #Method类 #Constructor类

于 2015-06-11 20:44:29 首次发布
本文深入探讨Java中的反射机制，解释Class类的概念、方法及其在获取类信息、创建实例对象、访问成员变量和方法等方面的应用。通过代码实例展示了如何利用反射获取类的字节码、字段和方法，并提供了创建类实例、访问成员变量和使用方法的完整流程。
反射

Class类

1、概念

Class：这个是一个类的名字叫Class，代表的是一类事物。java程序中的各个java类属于同一类事物，描述这类事物的java类名就是Class；
java类的作用：java类是描述一类事物的共性，该类有什么属性，没有什么属性，至于这个类是什么，类是不管的，它只管你应该还有什么东西，不应该有什么东西，但是定义一个具体的值是什么，它是不管的；
举例：
|--众多的人可以用人来表示；人：姓名、年龄、身高；
|--众多的java类可以用Class来表示；java类：类的名字，这个类属于哪个包，这个类里面有哪些成员变量，方法、父类是什么？

因此通过这个Class可以得到这个类身上的方方面面的信息；

2、Class一些基本的方法：

|--String getName()  以 String 的形式返回此 Class 对象所表示的实体（类、接口、数组类、基本类型或 void）名称。
|--Package getPackage()  得到自己所属的包
|--Method[] getMethods() 得到自己所有的方法列表
|--Class<?>[] getInterfaces()  得到自己所有的多个实现接口

3、Class类型的变量赋值

|--Class类是没有构造方法的，因此不能直接new对象的；
|--Class cls1 = 字节码1；
|--Class cls2 = 字节码2；
|--字节码：当用到Person类的时候，首先要从硬盘上把这个类的而进制代码(编译成class放在硬盘上以后，就是二进制代码)，把这些二进制代码加载到内存里面，在用这个字节码复制出一个个对象来；
|--当java的程序里面用到了，Date，Math和Person这三个类，那么内存里面就有三份字节码，每一个字节码都是Class的实例对象；
|--Date.class-->表示Date在内存中的那份字节码；Class cls1 = Date.class；
|--Person.class-->表示Person在内存中的那份字节码
|--获取类的字节码方式：
|--p1.getClass();-->类的字节码已经加载到了内存里面了，想要得到它的字节码，就不要加载了，直接至啊到那个字节码，返回就可以了；
|--Class.forName("java.lang.String");-->这种是在虚拟机里面没有这份字节码，于是就用类加载器去加载，加载进来以后，就把那份字节码给缓存起来，这个方法返回刚才加载进来的那份字节码；

4、获取各个字节码对应的实例对象

|--类名.class-->System.class，这个是在写程序的时候就已经把System给写上了；

|--对象.getClass()-->new Data().getClass();

|--Class.forName("类名")-->Class.forName("java.util.Date");这个是反射的时候用的最多的一个，因为在写程序的时候还不知道类的名字，是在运行的时候，别人传给我一个字符串，而这个字符串里面包含一个类的名字；就是在写源程序的时候，可以把"java.util.Date"换成一个变量，就是字符串类型的变量，等到程序运行起来以后，这个变量的值从一个配置文件里面加载进来；就是类的名字在写源程序的时候，不需要知道，而是等到运行的时候，临时送进来；

|--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。

|--以上是9个预定义的Class实例对象；

5、代码举例

<span style="font-family:Microsoft YaHei;">class  ReflectTest
{
	public static void main(String[] args) throws Exception
	{
		String str1 ="abc";
//		得到String类型的字节码
		Class cls1 = str1.getClass();
		Class cls2 = String.class;
		Class cls3 = Class.forName("java.lang.String");

		System.out.println(cls1 == cls2);
		System.out.println(cls1 == cls3);
//		看cls1的字节码是否是原始类型,String类型不是基本类型的字节码
		System.out.println(cls1.isPrimitive());
//		int的字节码是否是基本类型的字节码
		System.out.println(int.class.isPrimitive());
//		看看int类型的字节码和Integer类型的字节码是否相同
		System.out.println(int.class == Integer.class);
//		Integer.TYPE代表的是包装类型所包装的那个基本类型的字节码
		System.out.println(int.class == Integer.TYPE);
//		数组类型的int是不是元素类型，是一个数组
		System.out.println(int[].class.isPrimitive());
//		判断是不是数组
		System.out.println(int[].class.isArray());

	}
}</span>

6、运行结果

反射

1、概念

反射就是把Java类中的各种成分映射成相应的java类；例如一个Java类中用一个Class类的对象来表示，一个类中的组成部分：成员变量，方法，构造方法，包等其他信息也用一个个Java类来表示的

2、Class类中的一些常用的方法

|--Package getPackage()  获取方法，返回来的方法又是用一个方法来表示的

|--Method getMethod(String name, Class<?>... parameterTypes)  返回一个 Method 对象，它反映此 Class 对象所表示的类或接口的指定公共成员方法。

|--Field getField(String name) 返回的成员变量又是用一个类来表示

Class：代表一份字节码

|--Field：代表的是字节码里面的字段

|--Method：代表的是字节码里面的方法

|--Constructor：代表字节码里面的一个构造方法

|--Package：代表的是字节码里面的包

Constructor类

1、概念

|--Constructor类代表的某个类中的一个构造方法
|--Constructor：代表字节码里面的一个构造方法

2、常用方法

|-- Class<T> getDeclaringClass() 得到自己所属的类
|--  int getModifiers()  得到前面的修饰符
 |-- T newInstance(Object... initargs)  获取实例对象
|--要想得到某个类所有的构造方法
|--Constructor[] constructor = Class.forName("java.lang.String").getConstructors();

|--得到某一个构造方法

|--Constructor constructor = Class.forName("java.lang.String").getConstructor(StringBuffer.class);

|--调用方法时要用到类型；

|--创建实例对象：

|--通常方式：new String(new StringBuffer("abc"));

|--反射方式：String str1 = (String)constructor1.newInstance(new StringBuffer("abc"));

|--调用获得的方法时要用到上面相同类型的实例对象；

|--Class.newInstance()方法：

|--T newInstance()   这个是Class里面的

|--T newInstance(Object... initargs) 这个是Constructor里面的

|--创建一个类的实例对象步骤：

|--Class 是把中间的环节给省略掉了 class-->new object

|--class-->constructor-->new object  这个是 Constructor 里面的

3、代码体现

<span style="font-family:Microsoft YaHei;font-size:14px;">import java.lang.reflect.Constructor;
class  ReflectTest
{
	public static void main(String[] args) throws Exception
	{
		String str1 ="abc";
//		得到String类型的字节码
		Class cls1 = str1.getClass();
		Class cls2 = String.class;
		Class cls3 = Class.forName("java.lang.String");

		System.out.println(cls1 == cls2);
		System.out.println(cls1 == cls3);
//		看cls1的字节码是否是原始类型,String类型不是基本类型的字节码
		System.out.println(cls1.isPrimitive());
//		int的字节码是否是基本类型的字节码
		System.out.println(int.class.isPrimitive());
//		看看int类型的字节码和Integer类型的字节码是否相同
		System.out.println(int.class == Integer.class);
//		Integer.TYPE代表的是包装类型所包装的那个基本类型的字节码
		System.out.println(int.class == Integer.TYPE);
//		数组类型的int是不是元素类型，是一个数组
		System.out.println(int[].class.isPrimitive());
//		判断是不是数组
		System.out.println(int[].class.isArray());

		//要想得到一个构造方法
		//String(StringBuffer buffer)
		//Constructor 对象这个构造方法；
		//要识别那个构造方法通过参数来识别的，接收的参数类型是StringBuffer
		//传了两个参数，是StringBuffer的构造方法；JDK1.5的可变参数；class对应一个类型
		//Constructor<T> getConstructor(Class<?>... parameterTypes)  
		Constructor constructor1 = String.class.getConstructor(StringBuffer.class);//StringBuffer表示选择哪个构造方法
		// T newInstance(Object... initargs)  获取实例对象，newInstance可以调用多次，每调用一次用new了一个对象
		String str2 = (String)constructor1.newInstance(new StringBuffer("abc"));//要用一个强制类型转换；StringBuffer用这个构造方法的时候要传一个StringBuffer的对象进去；
		System.out.println(str2.charAt(2));
	}
}

//new String(new StringBuffer("abc"));
// Class<T> getDeclaringClass() 得到自己所属的类
// int getModifiers()  得到前面的修饰符
// T newInstance(Object... initargs)  获取实例对象
//
//Package getPackage()  获取方法，返回来的方法又是用一个方法来表示的
//Method getMethod(String name, Class<?>... parameterTypes)  返回一个 Method 对象，它反映此 Class 对象所表示的类或接口的指定公共成员方法。
//Field getField(String name) 返回的成员变量又是用一个类来表示
//java类身上的每一个产成分，解析成一个相应的类
//Field
//Method
//Constructor
//Package
//System里面有个exit和getProperties()
//两个方法
//不管你是什么方法，这些类型都可以用Method方法来表示
//而每一个不同的方法，对应的是methodobj1，和methodobj2
//但是这两个对象属于同一个类型，就是Method，Method代表这个类型，而methodobj1代表的是一个具体的方法；</span>

Field类

1、概念

|--Field：代表的是字节码里面的字段，就是成员变量
|--Field代表的是某个字节码身上的变量，不代表某个对象身上的变量

2、代码体现

<span style="font-family:Microsoft YaHei;font-size:14px;">package com.itheima;

import java.lang.reflect.Constructor;
import java.lang.reflect.Field;

public class ReflectTest {

	public static void main(String[] args)throws Exception {
		String str1 ="abc";
//		得到String类型的字节码
		Class cls1 = str1.getClass();
		Class cls2 = String.class;
		Class cls3 = Class.forName("java.lang.String");

		System.out.println(cls1 == cls2);
		System.out.println(cls1 == cls3);
//		看cls1的字节码是否是原始类型,String类型不是基本类型的字节码
		System.out.println(cls1.isPrimitive());
//		int的字节码是否是基本类型的字节码
		System.out.println(int.class.isPrimitive());
//		看看int类型的字节码和Integer类型的字节码是否相同
		System.out.println(int.class == Integer.class);
//		Integer.TYPE代表的是包装类型所包装的那个基本类型的字节码
		System.out.println(int.class == Integer.TYPE);
//		数组类型的int是不是元素类型，是一个数组
		System.out.println(int[].class.isPrimitive());
//		判断是不是数组
		System.out.println(int[].class.isArray());

		//要想得到一个构造方法
		//String(StringBuffer buffer)
		//Constructor 对象这个构造方法；
		//要识别那个构造方法通过参数来识别的，接收的参数类型是StringBuffer
		//传了两个参数，是StringBuffer的构造方法；JDK1.5的可变参数；class对应一个类型
		//Constructor<T> getConstructor(Class<?>... parameterTypes)  
		Constructor constructor1 = String.class.getConstructor(StringBuffer.class);//StringBuffer表示选择哪个构造方法
		// T newInstance(Object... initargs)  获取实例对象，newInstance可以调用多次，每调用一次用new了一个对象
		String str2 = (String)constructor1.newInstance(new StringBuffer("abc"));//要用一个强制类型转换；StringBuffer用这个构造方法的时候要传一个StringBuffer的对象进去；
		System.out.println(str2.charAt(2));
		
		ReflectPoint pt1 = new ReflectPoint(3,5);
//		要得到某个类身上的字段，也就是成员变量，要先得到类的字节码，类的字节码里面有成员变量的信息
//		要得到字节码，在然后得到某个字段，要想得到那个字段，就要用变量的名字来区别，变量名就是字符串
		Field fieldX = pt1.getClass().getDeclaredField("x");//getDeclaredField可以获取私有的，只要是声明过的都可以获取；
		fieldX.setAccessible(true);//设置为可以访问，暴力反射；
//		fieldY 的值是多少？是5  错！  fieldY只是代表类字节码身上的变量，没有对应到对象，也就是说fieldY不是代表一个具体的值，而是代表一个变量
//		要想取出某个变量在某个对象身上所对应的值
//		fieldY.get(pt1);//在哪个对象身上去取这个y的值；代表的是类身上的东西
		
		Field fieldY= pt1.getClass().getField("y");
		System.out.println("y="+fieldY.get(pt1));
		System.out.println("x="+fieldX.get(pt1));
	}

}</span><span style="font-size:18px;">
</span>

3、运行结果

4、Field练习

需求：将任意一个对象中的所有String类型的成员变量所对应的字符串内容中能够的"b"改成"a".

就是说把String类型中的b改成a；

该一个对象，可以讲其全部修改了，比如在配置文件里面配置了好多东西，自动扫描配置文件，把里面有的东西有的换掉，一个模拟程序，换掉一个对象里面的字段；

5、字段练习

<span style="font-family:Microsoft YaHei;font-size:14px;">class  ReflectPoint
{
	public static void main(String[] args) 
	{
		private int x;
		private int y;
	}
}
package com.itheima;
//ReflectPoint上的String类型所有的b都改成a；
public class ReflectPoint {
	private int x;
	public int y;
	public String str1 ="ball";
	public String str2 ="basketball";
	public String str3 ="itcast";
	
	public ReflectPoint(int x, int y) {
		super();
		this.x = x;
		this.y = y;
	}
//为了打印效果好，将toString方法覆盖
	@Override
	public String toString() {
		return "ReflectPoint [str1=" + str1 + ", str2=" + str2 + ", str3="
				+ str3 + "]";
	}
}
private static void changeStringVlaue(Object obj) throws Exception{
//		 扫描这个ReflectPoint对象上所有的String类型的变量
//		获取对象的字节码，在获取字段
		Field[] fields = obj.getClass().getFields();
//		对字段进行迭代
		for(Field field : fields){
//			得到字段自己的类型field.getType(),如果field的类型是String类型的，两个都是String类型的，两个不好比
//			if(field.getType().equals(String.class)){
//			这里应该用的是==，因为是同一份字节码，只要是字节码用等号比较；
			if(field.getType() == String.class){
//				在obj对象上拿到一个值，用一个强转，
				String oldValue = (String)field.get(obj);
				String newValue = oldValue.replace('b', 'a');
//				要字段身上的值进行设置值；对象身上的值被修改了
				field.set(obj, newValue);
			}
		}
		
	}

public class ReflectTest {

	public static void main(String[] args)throws Exception {
		changeStringVlaue(pt1);
		System.out.println(pt1);
	}
}</span><span style="font-size:18px;">
	</span>

Method类

1、概念

|--Method:代表某一类中的一个成员方法；
|--Method：代表的是字节码里面的方法，不是对象上面的方法，然后拿着这个方法去调用对象；

2、代码体现

<span style="font-family:Microsoft YaHei;font-size:14px;">//		str1.charAt(1);
//		用反射的方式得到字节码里面的方法
		Method methodCharAt = String.class.getMethod("charAt", int.class);
//		拿着这个方法去作用于某个对象；invoke：调用；
		System.out.println(methodCharAt.invoke(str1, 1));</span>
面向对象：调用方法，是方法去调用一下，所以是methodCharAt方法去调用一下；谁拥有这个数据，谁就能操作这个数据；
<span style="font-family:Microsoft YaHei;font-size:14px;">//		str1.charAt(1);
//		用反射的方式得到字节码里面的方法
		Method methodCharAt = String.class.getMethod("charAt", int.class);
//		拿着这个方法去作用于某个对象；invoke：调用；
		System.out.println(methodCharAt.invoke(str1, 1));
//		按照1.4的语法来调用的
		System.out.println(methodCharAt.invoke(str1, new Object[]{2}));//2是一个数值，该数组的长度是1，数值是2，也就是角标为2的对应值
//		new Object(new String("abc"),8);
	
//		这个是正常一般的方法；
//		TestArguments.main(new String[]{"111","222","333"});
		String startingClassName = args[0];
		Method mainMethod = Class.forName(startingClassName).getMethod("main", String[].class);
//		报一个参数的个数不对；这个是三个参数，包成了一包，而java把这个包给拆开了，它认为是一个三个参数
//		现在用 new Object，给了包的东西，现在是一个数组，就是一个东西；
//		把数组打包起来
		mainMethod.invoke(null, new Object[]{new String[]{"111","222","333"}});
//		这个动作是让不要拆包，做了一个强制动作；
		mainMethod.invoke(null, (Object)new String[]{"111","222","333"});
	
//		是数组的话，就差包，不是数组的话，就不拆包</span>

数组的反射

<span style="font-family:Microsoft YaHei;font-size:14px;">int [] a1 = new int[]{1,2,3};
		int [] a2 = new int[4];
		int[] [] a3 = new int[2] [3];
		String[] a4 = new String[]{"a","b","c"};
//		a1和
		System.out.println(a1.getClass() == a2.getClass());
//		System.out.println(a1.getClass() == a4.getClass());  false
//		System.out.println(a1.getClass() == a3.getClass());  false
		System.out.println(a1.getClass().getName());   //-->[I
//		获取父类名  发现父类的名字都是Object
		System.out.println(a1.getClass().getSuperclass().getName()); 
//		二位数组；  发现父类的名字都是Object
		System.out.println(a4.getClass().getSuperclass().getName());
		
//		Object是一个数组
		Object aObj1 = a1;
		Object aObj2 = a4;
//		int是不能转成Object，因为是int类型的和Integer不同，而一维是int[] 是Object，String类型的也是Object的
//		Object[] aObj3 = a1;这个是编译失败
//		表示有一个数组，这个数组里面装的是Object，int类型的数组int[]就是Object
		Object[] aObj4 = a3;
		Object[] aObj5 = a4;
		
		System.out.println(a1);
		System.out.println(a4);
//		想要打印元素；
//		整数按照的是一个参数走的
		System.out.println(Arrays.asList(a1));//整数的没有转过来
//		数组等效于多个元素；
		System.out.println(Arrays.asList(a4));//字符串的转过来了</span>

数组反射的应用

<span style="font-family:Microsoft YaHei;font-size:14px;">//	数组也是Object
	private static void printObject(Object obj) {
		Class clazz = obj.getClass();
//		判断是否是数组
		if(clazz.isArray()){
//			是数组的话就要取出每一个
			int len = Array.getLength(obj);
			for(int i =0;i<len;i++){
//				打印数组
				System.out.println(Array.get(obj, i));
			}
		}else{
			System.out.println(obj);
		}
		
	}</span>

 

我的总结

|--每一份字节码文件都是Class的实例对象；
|--有8个基本的数据类型，就对应了8个基本的实例对象
|--数组类型的Class实例对象，用的是Class.isArray();
|--总之是在源程序中出现的类型，都有各自的Class实例对象，例如int[],void类型；
|--反射就是把java类中的各种成分映射成相应的java类；
|--要的到各个成分所对应的对象，用这个对象做一些事情；
|--要创建一个类的实例对象步骤；
|--反射比较耗时；因为要把功能缓冲起来；导致程序性能严重下降
|--反射构造方法：得到类身上的字节码构造方法，在用构造方法去new一个实例对象
|--反射的字段的用途：可以写一个模拟程序，换掉一个对象里面的字段
|--字节码里面的方法主要是：先拿到方法，再针对某个对象去调用方法；
|--如果传递给Method对象的invoke()方法的第一个参数是null，意味着：该Method方法对象对一个的是有一个静态方法；
|--对于main的方法反射如何去调用；
|--如何不要当作多个参数：有两种方案；
|--把数组打包成为另外一个数组，拆了一个数组，剩下的就是另外一个数组；
|--还有一种就是，你就把它当成object，不要拆包；

|--Arrays.asList()方法处理int[]和String[]时的差异。

|--Arrays用于完成对数组的反射操作；

|--数组的反射：给的如果是数组，就把数组拆下来，拆成每一个，一个个的打印，如果不是数组类型的，那么就一起打印；

|--反射的作用主要是用来实现框架。

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