【Java】反射

原创已于 2024-12-22 07:38:04 修改 · 1k 阅读

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#java #开发语言

于 2024-11-16 17:17:00 首次发布

反射是啥

反射技术：指的是加载类的字节码到内存，并以编程的方式解刨出类中的各个成分（成员变量，方法，构造器等）

反射有啥用

开发中用的少，学习框架的源码，手写源码的时候用的很多。

也算是java语法中比较抽象的一种技术。甚至，高级记事本都不会对反射相关的API进行代码提示，毕竟这些记事本并没有利用反射技术开发这种代码提示的功能。（IDEA除外，IDEA yyds！）

字节码对象

因为反射获取的是类的信息，那么反射的第一步首先获取到类才行。

由于Java的设计原则是万物皆对象，获取到的类其实也是以对象的形式体现的，叫字节码对象，用Class类来表示。

获取到字节码对象之后，再通过字节码对象就可以获取到类的组成成分了，这些组成成分其实也是对象，

其中每一个成员变量用Field类的对象来表示、

每一个成员方法用Method类的对象来表示，

每一个构造器用Constructor类的对象来表示。

反射步骤

第一步：获取类的字节码对象

将编译后的字节码文件加载到内存，获取类的字节码对象

Student.java --> Student.class --> 内存[Student.class]

方式一

Class c1 = Student.class;

方式二

Class c2 = Class.forName("全限定类名");

方式三

Student s = new Student();
Class c3 = s.getClass();

当然，不管哪一种方式，获取到的字节码对象其实是同一个

System.out.println(c1 == c2 == c3); // true

第二步：获取类的构造器&初始化对象

既然已经拿到类的字节码对象，现在就可以通过字节码对象拿到类的构造器

既然能拿到类的构造器，那么就可以用构造器创建对象

declared：adj. 公然的，公然宣布的

public class Cat{
    private String name;
    private int age;
    
    public Cat(){
        
    }
    
    private Cat(String name, int age){
        
    }
}

public class Test2Constructor(){
    @Test
    public void testGetConstructors(){
        //1、反射第一步：必须先得到这个类的Class对象
        Class c = Cat.class;
        
        //2、获取类的全部构造器
        Constructor[] constructors = c.getDeclaredConstructors();
        //3、遍历数组中的每一个构造器对象。
        for(Constructor constructor: constructors){
            System.out.println(constructor.getName()+"---> 参数个数："+constructor.getParameterCount());
        }
    }
}

下面开始初始化对象

由于构造器是private修饰的，先需要调用setAccessible(true) 表示禁止检查访问控制

然后再调用newInstance(实参列表) 就可以执行构造器，完成对象的初始化了。

第三步：获取成员变量&使用

没啥好说的，套路都一样，直接看API

同样的套路，对于非public修饰的成员变量，想要对其进行操作（获取值，设置值），需要进行setAccessible(true)禁止检查访问权限

第四步：获取成员方法

OK，仔细看如下代码，获取与使用

public class Cat{
    private String name;
    private int age;
    
    public Cat(){
        System.out.println("空参数构造方法执行了");
    }
    
    private Cat(String name, int age){
        System.out.println("有参数构造方法执行了");
        this.name=name;
        this.age=age;
    }
    
    private void run(){
        System.out.println("(>^ω^<)喵跑得贼快~~");
    }
    
    public void eat(){
        System.out.println("(>^ω^<)喵爱吃猫粮~");
    }
    
    private String eat(String name){
        return "(>^ω^<)喵爱吃:"+name;
    }
    
    public void setName(String name){
        this.name=name;
    }
    public String getName(){
        return name;
    }
    public void setAge(int age){
        this.age=age;
    }
     public int getAge(){
        return age;
    }
}

public class Test3Method{
    public static void main(String[] args){
        //1、反射第一步：先获取到Class对象
        Class c = Cat.class;
        
        //2、获取类中的全部成员方法
        Method[] methods = c.getDecalaredMethods();
        
        //3、遍历这个数组中的每一个方法对象
        for(Method method : methods){
            System.out.println(method.getName()+"-->"+method.getParameterCount()+"-->"+method.getReturnType());
        }
    }
}

也能获取单个成员方法

使用成员方法

public class GenericReflectionTest {
    public static void main(String[] args) throws Exception{
        ArrayList<String> list2 = new ArrayList<>();
        List<String> list = new ArrayList<>();
        list.add("Hello");
        list.getClass().getMethod("add", Object.class).invoke(list2, 123);
        System.out.println(list2);
        System.out.println(list);
    }
}

public class Test3Method{
    public static void main(String[] args){
        //1、反射第一步：先获取到Class对象
        Class c = Cat.class;
        
        //2、获取类中的全部成员方法
        Method[] methods = c.getDecalaredMethods();
        
        //3、遍历这个数组中的每一个方法对象
        for(Method method : methods){
            System.out.println(method.getName()+"-->"+method.getParameterCount()+"-->"+method.getReturnType());
        }
        
        System.out.println("-----------------------");
        //4、获取private修饰的run方法，得到Method对象
        Method run = c.getDecalaredMethod("run");
        //执行run方法,在执行前需要取消权限检查
        Cat cat = new Cat();
        run.setAccessible(true);
        Object rs1 = run.invoke(cat);
        System.out.println(rs1)
        
        //5、获取private 修饰的eat(String name)方法，得到Method对象
        Method eat = c.getDeclaredMethod("eat",String.class);
        eat.setAccessible(true);
        Object rs2 = eat.invoke(cat,"鱼儿");
        System.out.println(rs2)
    }
}

反射的情景应用

下面的两个场景应用都比较简单，属于小试牛刀，可不要认为反射只能做这些哦

情景一：做一个简易版框架

框架需求

能够将任意一个对象的属性名和属性值写到文件中
不管对象有多少个属性
不管对象的属性名是否相同

需求分析

先写好两个类，Student类和Teacher类
写一个ObjectFrame类代表本框架
在ObjectFrame类中定义一个saveObject(Object obj)方法，用于将任意对象存到文件中区（参数：Object obj：就表示要存入文件中对象）

3.开始编码，向文件中存储对象的属性名和属性值

参数obj对象中有哪些属性，属性名是什么，属性值是什么

通过反射获取类的成员变量信息（变量名，变量值）

把变量名、变量值写到文件中

写两个实体类

public class Student {
    private String name;
    private Integer age;
    private String sex;

    public Student(String name, Integer age, String sex) {
        this.name = name;
        this.age = age;
        this.sex = sex;
    }
}



public class Teacher {
    private String name;
    private Integer age;
    private String sex;

    public Teacher(String name, Integer age, String sex) {
        this.name = name;
        this.age = age;
        this.sex = sex;
    }
}

框架类

public class ObjectFrame {
    public static void saveObject(Object obj) {
        try (
                PrintStream ps = new PrintStream(new FileOutputStream("F:\\java_test\\新建文本文档.txt", true));
                ){
            Class c = obj.getClass(); // 拿到字节码对象
            ps.println("------------" + c.getSimpleName() + "类------------"); // 返回类名称

            Field[] fields = c.getDeclaredFields();// 拿到所有成员变量

            // 把变量名和变量值写到文件中去

            for (Field field : fields) {
                String name = field.getName(); // 拿到成员变量名
                Class type = field.getType(); // 返回字段的类型的全限定类名，例如：class java.lang.String

                field.setAccessible(true); // 禁止检查控制权限
                String value = field.get(obj) + "";
                ps.println(name + " = " + value + "   " + type);
            }
        } catch (Exception e){
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

测试类

public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        Student student = new Student("张乃泡", 18, "男");
        Teacher teacher = new Teacher("纯阳天尊", 90, "男");

        ObjectFrame.saveObject(student);
        ObjectFrame.saveObject(teacher);
    }
}

运行截图