Java 反射

最新推荐文章于 2024-09-11 16:58:56 发布
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分类专栏： java 文章标签： java 反射
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Java 反射

一、什么是反射？

在运行状态中，对于任意一个类，都能够获取到这个类的所有属性和方法，对于任意一个对象，都能够调用它的任意一个方法和属性(包括私有的方法和属性)，这种动态获取的信息以及动态调用对象的方法的功能就称为java语言的反射机制。也就是说反射就是把java类中的各种成分映射成一个个的Java对象，通过反射我们可以获得类的信息。

二、反射机制的相关类

与Java反射相关的类如下：

类名用途
Class类代表类的实体，在运行的Java应用程序中表示类和接口
Field类代表类的成员变量（成员变量也称为类的属性）
Method类代表类的方法
Constructor类代表类的构造方法

Class类

Class代表类的实体，在运行的Java应用程序中表示类和接口。在这个类中提供了很多有用的方法，这里对他们简单的分类介绍。

  • 获得类相关的方法

    方法用途
    asSubclass(Class< U> clazz)把传递的类的对象转换成代表其子类的对象
    Cast把对象转换成代表类或是接口的对象
    getClassLoader()获得类的加载器
    getClasses()返回一个数组，数组中包含该类中所有公共类和接口类的对象
    getDeclaredClasses()返回一个数组，数组中包含该类中所有类和接口类的对象
    forName(String className)根据类名返回类的对象
    getName()获得类的完整路径名字
    newInstance()创建类的实例
    getPackage()获得类的包
    getSimpleName()获得类的名字
    getSuperclass()获得当前类继承的父类的名字
    getInterfaces()获得当前类实现的类或是接口

  • 获得类中属性相关的方法

方法用途
getField(String name)获得某个公有的属性对象
getFields()获得所有公有的属性对象
getDeclaredField(String name)获得某个属性对象
getDeclaredFields()获得所有属性对象

  • 获得类中注解相关的方法

    方法用途
    getAnnotation(Class annotationClass)返回该类中与参数类型匹配的公有注解对象
    getAnnotations()返回该类所有的公有注解对象
    getDeclaredAnnotation(Class annotationClass)返回该类中与参数类型匹配的所有注解对象
    getDeclaredAnnotations()返回该类所有的注解对象

  • 获得类中构造器相关的方法

    方法用途
    getConstructor(Class…<?> parameterTypes)获得该类中与参数类型匹配的公有构造方法
    getConstructors()获得该类的所有公有构造方法
    getDeclaredConstructor(Class…<?> parameterTypes)获得该类中与参数类型匹配的构造方法
    getDeclaredConstructors()获得该类所有构造方法

  • 获得类中方法相关的方法

方法用途
getMethod(String name, Class…<?> parameterTypes)获得该类某个公有的方法
getMethods()获得该类所有公有的方法
getDeclaredMethod(String name, Class…<?> parameterTypes)获得该类某个方法
getDeclaredMethods()getDeclaredMethods()

  • 类中其他重要的方法

    方法用途
    isAnnotation()如果是注解类型则返回true
    isAnnotationPresent(Class<? extends Annotation> annotationClass)如果是指定类型注解类型则返回true
    isAnonymousClass()如果是匿名类则返回true
    isArray()如果是一个数组类则返回true
    isEnum()如果是枚举类则返回true
    isInstance(Object obj)如果obj是该类的实例则返回true
    isInterface()如果是接口类则返回true
    isLocalClass()如果是局部类则返回true
    isMemberClass()如果是内部类则返回true

Field类

Field代表类的成员变量（成员变量也称为类的属性）。

方法用途
equals(Object obj)属性与obj相等则返回true
get(Object obj)获得obj中对应的属性值
set(Object obj, Object value)设置obj中对应属性值

Method类

Method代表类的方法。

方法用途
invoke(Object obj, Object… args)传递object对象及参数调用该对象对应的方法

Constructor类

Constructor代表类的构造方法。

方法用途
newInstance(Object… initargs)根据传递的参数创建类的对象

三、反射的使用

3.1、获取类

编写流程：

先写一个Student类，获取Class对象的三种方式：

  1. Object . getClass();
  2. 任何数据类型（包括基本数据类型），都有一个静态的 class 属性。
  3. 通过Class类的静态方法：forName（String className）。

Object类中的getClass方法、因为所有类都继承Object类。从而调用Object类来获取。

在这里插入图片描述

/**
 * 获取Class对象的三种方式
 * 1 Object.getClass();
 * 2 任何数据类型（包括基本数据类型）都有一个“静态”的class属性
 * 3 通过Class类的静态方法：forName（String  className）(常用)
 *
 */
public class Fanshe {
	public static void main(String[] args) {
		//第一种方式获取Class对象  
		Student stu1 = new Student();//这一new 产生一个Student对象，一个Class对象。
		Class stuClass = stu1.getClass();//获取Class对象
		System.out.println(stuClass.getName());
		
		//第二种方式获取Class对象
		Class stuClass2 = Student.class;
		System.out.println(stuClass == stuClass2);//判断第一种方式获取的Class对象和第二种方式获取的是否是同一个
		
		//第三种方式获取Class对象
		try {
			Class stuClass3 = Class.forName("fanshe.Student");//注意此字符串必须是真实路径，就是带包名的类路径，包名.类名
			System.out.println(stuClass3 == stuClass2);//判断三种方式是否获取的是同一个Class对象
		} catch (ClassNotFoundException e) {
			e.printStackTrace();
		}
	}
}

注意：在运行期间，一个类，只有一个Class对象产生。

三种方式常用第三种，第一种对象都有了还要反射干什么。第二种需要导入类的包，依赖太强，不导包就抛编译错误。一般都第三种，一个字符串可以传入也可写在配置文件中等多种方法。

3.2、通过反射获取构造方法并使用

// Student类
public class Student {
	//---------------构造方法-------------------
	//（默认的构造方法）
	Student(String str){
		System.out.println("(默认)的构造方法 s = " + str);
	}
	
	//无参构造方法
	public Student(){
		System.out.println("调用了公有、无参构造方法执行了。。。");
	}
	
	//有一个参数的构造方法
	public Student(char name){
		System.out.println("姓名：" + name);
	}
	
	//有多个参数的构造方法
	public Student(String name ,int age){
		System.out.println("姓名："+name+"年龄："+ age);//这的执行效率有问题，以后解决。
	}
	
	//受保护的构造方法
	protected Student(boolean n){
		System.out.println("受保护的构造方法 n = " + n);
	}
	
	//私有构造方法
	private Student(int age){
		System.out.println("私有的构造方法   年龄："+ age);
	}
}

共有6个构造方法；

import java.lang.reflect.Constructor;
/*
 * 通过Class对象可以获取某个类中的：构造方法、成员变量、成员方法；并访问成员；
 * 
 * 1.获取构造方法：
 * 		1).批量的方法：
 * 			public Constructor[] getConstructors()：所有"公有的"构造方法
            public Constructor[] getDeclaredConstructors()：获取所有的构造方法(包括私有、受保护、默认、公有)
     
 * 		2).获取单个的方法，并调用：
 * 			public Constructor getConstructor(Class... parameterTypes):获取单个的"公有的"构造方法：
 * 			public Constructor getDeclaredConstructor(Class... parameterTypes):获取"某个构造方法"可以是私有的，或受保护、默认、公有；
 * 		
 * 			调用构造方法：
 * 			Constructor-->newInstance(Object... initargs)
 */
public class Constructors {
 
	public static void main(String[] args) throws Exception {
		//1.加载Class对象
		Class clazz = Class.forName("fanshe.Student");
		//2.获取所有公有构造方法
		System.out.println("**********************所有公有构造方法*********************************");
		Constructor[] conArray = clazz.getConstructors();
		for(Constructor c : conArray){
			System.out.println(c);
		}
		System.out.println("************所有的构造方法(包括：私有、受保护、默认、公有)***************");
		conArray = clazz.getDeclaredConstructors();
		for(Constructor c : conArray){
			System.out.println(c);
		}
		
		System.out.println("*****************获取公有、无参的构造方法*******************************");
		Constructor con = clazz.getConstructor(null);
		//1>、因为是无参的构造方法所以类型是一个null,不写也可以：这里需要的是一个参数的类型，切记是类型
		//2>、返回的是描述这个无参构造函数的类对象。
	
		System.out.println("con = " + con);
		//调用构造方法
		Object obj = con.newInstance();
	//	System.out.println("obj = " + obj);
	//	Student stu = (Student)obj;
		
		System.out.println("******************获取私有构造方法，并调用*******************************");
		con = clazz.getDeclaredConstructor(char.class);
		System.out.println(con);
		//调用构造方法
		con.setAccessible(true);//暴力访问(忽略掉访问修饰符)
		obj = con.newInstance('男');
	}
}

3.3、调用构造方法

  1. 获取构造方法：

    1. 批量的方法：

      public Constructor[] getConstructors();//所有"公有的"构造方法
public Constructor[] getDeclaredConstructors();//获取所有的构造方法(包括私有、受保护、默认、公有)

    2. 获取单个的方法，并调用：

      public Constructor getConstructor(Class... parameterTypes)//:获取单个的"公有的"构造方法。
public Constructor getDeclaredConstructor(Class... parameterTypes)//:获取"某个构造方法"可以是私有的，或受保护、默认、公有。

    3. 调用构造方法：

      Constructor-->newInstance(Object... initargs)

  2. newInstance是 Constructor类的方法（管理构造函数的类）

    api的解释为：newInstance(Object... initargs)使用此 Constructor 对象表示的构造方法来创建该构造方法的声明类的新实例，并用指定的初始化参数初始化该实例。

    它的返回值是T类型，所以newInstance是创建了一个构造方法的声明类的新实例对象。并为之调用。

3.4、调用成员变量

 public class Student {
	public Student(){
	}
	//**********字段*************//
	public String name;
	protected int age;
	char sex;
	private String phoneNum;
	
	@Override
	public String toString() {
		return "Student [name=" + name + ", age=" + age + ", sex=" + sex
				+ ", phoneNum=" + phoneNum + "]";
	}
}

测试类

/*
 * 获取成员变量并调用：
 * 
 * 1.批量的
 * 		1).Field[] getFields():获取所有的"公有字段"
 * 		2).Field[] getDeclaredFields():获取所有字段，包括：私有、受保护、默认、公有；
 * 2.获取单个的：
 * 		1).public Field getField(String fieldName):获取某个"公有的"字段；
 * 		2).public Field getDeclaredField(String fieldName):获取某个字段(可以是私有的)
 * 
 * 	 设置字段的值：
 * 		Field --> public void set(Object obj,Object value):
 * 					参数说明：
 * 					1.obj:要设置的字段所在的对象；
 * 					2.value:要为字段设置的值；
 */
public class Fields {
		public static void main(String[] args) throws Exception {
			//1.获取Class对象
			Class stuClass = Class.forName("fanshe.field.Student");
			//2.获取字段
			System.out.println("************获取所有公有的字段********************");
			Field[] fieldArray = stuClass.getFields();
			for(Field f : fieldArray){
				System.out.println(f);
			}
			System.out.println("************获取所有的字段(包括私有、受保护、默认的)********************");
			fieldArray = stuClass.getDeclaredFields();
			for(Field f : fieldArray){
				System.out.println(f);
			}
			System.out.println("*************获取公有字段**并调用***********************************");
			Field f = stuClass.getField("name");
			System.out.println(f);
			//获取一个对象
			Object obj = stuClass.getConstructor().newInstance();//产生Student对象--》Student stu = new Student();
			//为字段设置值
			f.set(obj, "刘德华");//为Student对象中的name属性赋值--》stu.name = "刘德华"
			//验证
			Student stu = (Student)obj;
			System.out.println("验证姓名：" + stu.name);
			System.out.println("**************获取私有字段****并调用********************************");
			f = stuClass.getDeclaredField("phoneNum");
			System.out.println(f);
			f.setAccessible(true);//暴力反射，解除私有限定
			f.set(obj, "18888889999");
			System.out.println("验证电话：" + stu);
		}
	}

由此可见

调用字段时：需要传递两个参数：

Object obj = stuClass.getConstructor().newInstance();//产生Student对象–》Student stu = new Student();
//为字段设置值
f.set(obj, “刘德华”);//为Student对象中的name属性赋值–》stu.name = “刘德华”

第一个参数：要传入设置的对象，第二个参数：要传入实参

3.5、获取成员方法并调用

public class Student {
	//**************成员方法***************//
	public void show1(String s){
		System.out.println("调用了：公有的，String参数的show1(): s = " + s);
	}
	protected void show2(){
		System.out.println("调用了：受保护的，无参的show2()");
	}
	void show3(){
		System.out.println("调用了：默认的，无参的show3()");
	}
	private String show4(int age){
		System.out.println("调用了，私有的，并且有返回值的，int参数的show4(): age = " + age);
		return "abcd";
	}
}

测试类

/*
 * 获取成员方法并调用：
 * 
 * 1.批量的：
 * 		public Method[] getMethods():获取所有"公有方法"；（包含了父类的方法也包含Object类）
 * 		public Method[] getDeclaredMethods():获取所有的成员方法，包括私有的(不包括继承的)
 * 2.获取单个的：
 * 		public Method getMethod(String name,Class<?>... parameterTypes):
 * 					参数：
 * 						name : 方法名；
 * 						Class ... : 形参的Class类型对象
 * 		public Method getDeclaredMethod(String name,Class<?>... parameterTypes)
 * 
 * 	 调用方法：
 * 		Method --> public Object invoke(Object obj,Object... args):
 * 					参数说明：
 * 					obj : 要调用方法的对象；
 * 					args:调用方式时所传递的实参；
):
 */
public class MethodClass {
	public static void main(String[] args) throws Exception {
		//1.获取Class对象
		Class stuClass = Class.forName("fanshe.method.Student");
		//2.获取所有公有方法
		System.out.println("***************获取所有的”公有“方法*******************");
		stuClass.getMethods();
		Method[] methodArray = stuClass.getMethods();
		for(Method m : methodArray){
			System.out.println(m);
		}
		System.out.println("***************获取所有的方法，包括私有的*******************");
		methodArray = stuClass.getDeclaredMethods();
		for(Method m : methodArray){
			System.out.println(m);
		}
		System.out.println("***************获取公有的show1()方法*******************");
		Method m = stuClass.getMethod("show1", String.class);
		System.out.println(m);
		//实例化一个Student对象
		Object obj = stuClass.getConstructor().newInstance();
		m.invoke(obj, "刘德华");
		
		System.out.println("***************获取私有的show4()方法******************");
		m = stuClass.getDeclaredMethod("show4", int.class);
		System.out.println(m);
		m.setAccessible(true);//解除私有限定
		Object result = m.invoke(obj, 20);//需要两个参数，一个是要调用的对象（获取有反射），一个是实参
		System.out.println("返回值：" + result);
	}
}

其实这里的成员方法：在模型中有属性一词，就是那些setter（）方法和getter()方法。还有字段组成，这些内容在内省中详解.

3.6、反射main方法

public class Student {
 
	public static void main(String[] args) {
		System.out.println("main方法执行了。。。");
	}
}

测试类

/**
 * 获取Student类的main方法、不要与当前的main方法搞混了
 */
public class Main {
	
	public static void main(String[] args) {
		try {
			//1、获取Student对象的字节码
			Class clazz = Class.forName("fanshe.main.Student");
			//2、获取main方法
			 Method methodMain = clazz.getMethod("main", String[].class);//第一个参数：方法名称，第二个参数：方法形参的类型，
			//3、调用main方法
			// methodMain.invoke(null, new String[]{"a","b","c"});
			 //第一个参数，对象类型，因为方法是static静态的，所以为null可以，第二个参数是String数组，这里要注意在jdk1.4时是数组，jdk1.5之后是可变参数
			 //这里拆的时候将  new String[]{"a","b","c"} 拆成3个对象。。。所以需要将它强转。
			 methodMain.invoke(null, (Object)new String[]{"a","b","c"});//方式一
			// methodMain.invoke(null, new Object[]{new String[]{"a","b","c"}});//方式二
		} catch (Exception e) {
			e.printStackTrace();
		}
	}
}

控制台输出：main方法执行了。。。

3.7、反射方法的其它使用之—通过反射运行配置文件内容

public class Student {
	public void show(){
		System.out.println("is show()");
	}
}

className = cn.fanshe.Student
methodName = show

import java.io.FileNotFoundException;
import java.io.FileReader;
import java.io.IOException;
import java.lang.reflect.Method;
import java.util.Properties;
 
/*
 * 我们利用反射和配置文件，可以使：应用程序更新时，对源码无需进行任何修改
 * 我们只需要将新类发送给客户端，并修改配置文件即可
 */
public class Demo {
	public static void main(String[] args) throws Exception {
		//通过反射获取Class对象
		Class stuClass = Class.forName(getValue("className"));//"cn.fanshe.Student"
		//2获取show()方法
		Method m = stuClass.getMethod(getValue("methodName"));//show
		//3.调用show()方法
		m.invoke(stuClass.getConstructor().newInstance());
	}
	//此方法接收一个key，在配置文件中获取相应的value
	public static String getValue(String key) throws IOException{
		Properties pro = new Properties();//获取配置文件的对象
		FileReader in = new FileReader("pro.properties");//获取输入流
		pro.load(in);//将流加载到配置文件对象中
		in.close();
		return pro.getProperty(key);//返回根据key获取的value值
	}
}

需求：
当我们升级这个系统时，不要Student类，而需要新写一个Student2的类时，这时只需要更改pro.txt的文件内容就可以了。代码就一点不用改动。

public class Student2 {
	public void show2(){
		System.out.println("is show2()");
	}
}

配置

className = cn.fanshe.Student2
methodName = show2

3.8、反射方法的其它使用之—通过反射越过泛型检查

泛型用在编译期，编译过后泛型擦除（消失掉）。所以是可以通过反射越过泛型检查的。

测试类：

import java.lang.reflect.Method;
import java.util.ArrayList;
 
/*
 * 通过反射越过泛型检查
 * 例如:有一个String泛型的集合，怎样能向这个集合中添加一个Integer类型的值？
 */
public class Demo {
	public static void main(String[] args) throws Exception{
		ArrayList<String> strList = new ArrayList<>();
		strList.add("aaa");
		strList.add("bbb");
		// strList.add(100);
		// 获取ArrayList的Class对象，反向的调用add()方法，添加数据
		Class listClass = strList.getClass(); //得到 strList 对象的字节码 对象
		// 获取add()方法
		Method m = listClass.getMethod("add", Object.class);
		// 调用add()方法
		m.invoke(strList, 100);
		// 遍历集合
		for(Object obj : strList){
			System.out.println(obj);
		}
	}
}

四、反射的优缺点

反射被广泛地用于那些需要在运行时检测或修改程序行为的程序中。这是一个相对高级的特性，只有那些语言基础非常扎实的开发者才应该使用它。如果能把这句警示时刻放在心里，那么反射机制就会成为一项强大的技术，可以让应用程序做一些几乎不可能做到的事情。

优点：

  1. 运行过程中操作各种类的对象，增加了程序的灵活性。
  2. 代码简洁，提高了代码复用率，方便外部调用。
  3. 可以解耦，提高可拓展性。

缺点：

  1. 性能问题：反射包括了一些动态类型，所以JVM无法对这些代码进行优化。因此，反射操作的效率要比那些非反射操作低得多。应该避免在经常被 执行的代码或对性能要求很高的程序中使用反射。
  2. 安全问题：使用反射技术要求程序必须在一个没有安全限制的环境中运行。
  3. 内部暴露：由于反射允许代码执行一些在正常情况下不被允许的操作（比如访问私有的属性和方法），所以使用反射可能会导致意料之外的副作用－代码有功能上的错误，降低可移植性。反射代码破坏了抽象性，因此当平台发生改变的时候，代码的行为就有可能也随着变化。
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前言 相信很多人都知道反射可以说是Java中最强大的技术了，它可以做的事情太多太多，很多优秀的开源框架都是通过反射完成的，比如最初的很多注解框架，后来因为java反射影响性能，所以被运行时注解APT替代了，java反射有个开源框架jOOR相信很多人都用过，不过我们还是要学习发射的基础语法，这样才能自己写出优秀的框架，当然这里所讲的反射技术，是学习Android插件化技术、Hook技术等必不可...
java 反射
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03-29 2505
参考资料： Java反射技术详解_黄林晴的博客-优快云博客_java反射 Java高级篇（四）——反射 - JAdam - 博客园 一、什么是反射 　　反射就是把Java类中的各个成分映射成一个个的Java对象。 即在运行状态中，对于任意一个类，都能够知道这个类的所有属性和方法； 对于任意一个对象，都能调用它的任意一个方法和属性。 这种动态获取信息及动态调用对象方法的功能叫Java的反射机制。 1. 反射机制的功能 　　Java反射机制主要提供了以下功能： 在运行时判断任意一个对象所属
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