反射
一.什么是反射
1.1反射概述
反射(Reflection)是Java程序开发语言的特征之一,它允许运行中的Java程序对自身检查,或者说“自审” ,并能直接操作程序的内部属性和方法,主要用于运行时动态的创建类的实例、调用对象的属性和方法。
1.2反射的功能/作用
- 在运行时获取任意对象所属的类
- 在运行时构造一个类的实例
- 在运行时获取任意一个类中的所有成员变量和方法
- 在运行时调用任意一个对象的属性和方法
- 在运行时获取任意注解
- 生成代理对象
1.3反射机制的相关类在哪个包下
java.lang.reflect.*;
1.4反射机制相关的重要的类有哪些?
java.lang.class; 代表整个字节码,代表一个类型,代表整个类
java.lang.reflect.Method; 代表字节码中的方法字节码,代表类中的方法 java.lang.reflect.Constructor; 代表字节码中的构造方法字节码,代表类中的构造方法
java.lang.reflect.Filed; 代表字节码中的属性字节码,代表类中的属性/成员变量(静态方法 实例方法)
二.反射的使用
一个Student类
package csdn.reflect.day221213;
public class Student implements Serializable {
public int id;
private String name;
protected int age;
boolean sex;
static {
System.out.println("Student类的静态代码块开始执行了");
}
public Student(int id, String name, int age, boolean sex) {
this.id = id;
this.name = name;
this.age = age;
this.sex = sex;
}
public Student() {
}
@Override
public String toString() {
return "Student{" +
"id=" + id +
", name='" + name + '\'' +
", age=" + age +
", sex=" + sex +
'}';
}
public int run(String name){
System.out.println(name+"跑了1000米");
return 1000;
}
private void eat(){
System.out.println("吃了五碗饭");
}
}
2.1 获取Class的三种方式
- 通过Class类中的静态方法forName();
Class class1=class.forName("csdn.reflect.day221213.Student");
- 直接用该类.class获取
Class class2=Student.class;
- 通过类的实例获取该类的字节码文件对象
Class class=new Student().getClass;
2.2 Class.forName()可以只让静态代码块加载
package csdn.reflect.day221213;
public class ReflectTest {
public static void main(String[] args) {
try {
Class c=Class.forName("csdn.reflect.day221213.Student");
//静态代码块执行输出“Student类的静态代码块开始执行了”
} catch (ClassNotFoundException e) {
e.printStackTrace();
} finally {
}
}
}
2.3 获取类的实例化对象
使用newInstance(); 这个方法会调用User这个类的无参构造方法,完成对象的创建(如果User类当中只有有参构造方法那么会报异常
package csdn.reflect.day221213;
public class ReflectTest {
public static void main(String[] args) {
try {
Class c=Class.forName("csdn.reflect.day221213.Student");
// newInstance() 这个方法会调用User这个类的无参构造方法,完成对象的创建(如果User类当中只有有参构造方法那么会报异常)
Object o=c.newInstance(); //相当于 Student o=new Student();
System.out.println(o); //csdn.reflect.day221213.Student@1b6d3586
} catch (ClassNotFoundException e) {
e.printStackTrace();
} catch (InstantiationException e) {
e.printStackTrace();
} catch (IllegalAccessException e) {
e.printStackTrace();
} finally {
}
}
}
2.4 获取属性(Field)
2.4.1 获取Student类中的属性
getField()-------------获取类中所有public修饰的属性
getDeclaredField()---------------获取类中的所有属性
package csdn.reflect.day221213;
import java.lang.reflect.Field;
import java.util.Arrays;
public class ReflectTest {
public static void main(String[] args) {
try {
Class c = Class.forName("csdn.reflect.day221213.Student");
// 获取类中的所有public修饰的属性Field
Field[] fields = c.getFields();//以数组形式返回
System.out.println(Arrays.toString(fields));//[public int csdn.reflect.day221213.Student.id]
System.out.println(fields[0].getName()); //id
//获取类中的所有属性
Field[] fields1=c.getDeclaredFields();
System.out.println(Arrays.toString(fields1));
//[public int csdn.reflect.day221213.Student.id, private java.lang.String csdn.reflect.day221213.Student.name, protected int csdn.reflect.day221213.Student.age, boolean csdn.reflect.day221213.Student.sex]
} catch (ClassNotFoundException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
2.4.2 获取Student类中的属性的类型
field.getType().getName();
package csdn.reflect.day221213;
import java.lang.reflect.Field;
import java.util.Arrays;
public class ReflectTest {
public static void main(String[] args) {
try {
Class c = Class.forName("csdn.reflect.day221213.Student");
//获取类中的所有属性
Field[] fields1 = c.getDeclaredFields();
//获取属性中的类型
for (Field field : fields1) {
//获取属性类型
Class fieldType = field.getType();
//获取属性类型名字
String fieldTypeName = fieldType.getName();
System.out.println(fieldTypeName);
}
} catch (ClassNotFoundException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
2.4.3 获取Student类中的属性的修饰符
package csdn.reflect.day221213;
import java.lang.reflect.Field;
import java.lang.reflect.Modifier;
import java.util.Arrays;
public class ReflectTest {
public static void main(String[] args) {
try {
Class c = Class.forName("csdn.reflect.day221213.Student");
Field[] fields1 = c.getDeclaredFields();
for (Field field:fields1){
// 获取所有属性的修饰符列表 getModifiers()方法
int i =field.getModifiers();
System.out.println(i); // 返回的修饰符是一个数字,每个数字是修饰符的代号~
// 可以将这个修饰符"代号"数字转换成"字符串"吗?
String s = Modifier.toString(i); // Modifier类当中的一个toString()方法
System.out.println(s);
}
} catch (ClassNotFoundException e) {
e.printStackTrace();
}
}
2.4.4 获取Student类的实例化对象的属性
public class ReflectTest {
public static void main(String[] args) {
try {
Class c = Class.forName("csdn.reflect.day221213.Student");
Object o =c.newInstance(); // 相当于拿到 Student1 stu =new Student1();对象
// 注意:调用newInstance()方法 调用的是Student1类的无参数构造方法,如果只有有参数构造的话会报异常
// 获取id属性(根据属性的名称来获取属性)
Field field =c.getDeclaredField("id");
// 给o对象(Student1对象)的id属性赋值
field.set(o,8678); // 给o对象属性赋值8678
// 读取属性的值
System.out.println(field.get(o));
} catch (ClassNotFoundException e) {
e.printStackTrace();
} catch (InstantiationException e) {
e.printStackTrace();
} catch (IllegalAccessException e) {
e.printStackTrace();
} catch (NoSuchFieldException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
2.4.4 访问对象的私有属性(打破封装)
package csdn.reflect.day221213;
import java.lang.reflect.Field;
public class ReflectTest2 {
public static void main(String[] args) {
try {
Class c = Class.forName("csdn.reflect.day221213.Student");
Object o = c.newInstance(); // 相当于拿到 Student1 stu =new Student1();对象
// 注意:调用newInstance()方法 调用的是Student1类的无参数构造方法,如果只有有参数构造的话会报异常
// 获取name属性(根据属性的名称来获取属性)
Field field = c.getDeclaredField("name");
//打破封装,可以访问私有属性
field.setAccessible(true);
// 给o对象(Student1对象)的name属性赋值
field.set(o, "小花");
// 读取属性的值
System.out.println(field.get(o));
} catch (ClassNotFoundException e) {
e.printStackTrace();
} catch (InstantiationException e) {
e.printStackTrace();
} catch (IllegalAccessException e) {
e.printStackTrace();
} catch (NoSuchFieldException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
2.5 获取方法(Method)
package csdn.reflect.day221213;
import java.lang.reflect.Method;
import java.lang.reflect.Modifier;
public class ReflectTest3 {
public static void main(String[] args) throws Exception{
Class c = Class.forName("csdn.reflect.day221213.Student");
// 获取所有的Method/方法(包括私有方法)
Method[] method =c.getDeclaredMethods();
System.out.println(method.length); // 2 Student类当中有两个方法
// 遍历Method
for (Method data:method){
System.out.println(data.getName()); // 拿到方法名
// 获取方法的返回值类型
Class MethodType =data.getReturnType();
// 拿到返回值类型的名字
System.out.println(MethodType.getName());
// System.out.println(MethodType.getSimpleName()); // 简化名字(修饰符列表/类型都可以用) 和上面其实一样
// 获取方法的修饰符列表
int MethodF =data.getModifiers();
// System.out.println(MethodF); // 返回的修饰符是一个数字,每个数字是修饰符的代号~
// 可以将这种代号转换成字符串格式
String s = Modifier.toString(MethodF);
System.out.println(s); // 获取了修饰符列表的名字
// 获取方法的参数类型(参数最重要的看是什么类型)
Class[] parameterTypes =data.getParameterTypes();
for (Class data1:parameterTypes){
// 拿到参数类型名
System.out.println(data1.getSimpleName()); // 获取了参数类型名字
}
}
}
}
2.6反射机制调用对象的方法
package csdn.reflect.day221213;
import java.lang.reflect.Method;
public class ReflrctTest4 {
public static void main(String[] args) throws Exception{
Class c = Class.forName("csdn.reflect.day221213.Student");
// 获取创建对象
Object o=c.newInstance();
//获取Student类的run 方法,因为可能发生重载,所以需要方法名和参数列表
Method run=c.getDeclaredMethod("run",String.class);
//调用方法[相当于o对象invoke调用run方法 然后传参数]
Object o1=run.invoke(o,"小明");
System.out.println(o1);
}
}
运行结果
2.7反射机制调用构造方法
package csdn.reflect.day221213;
import java.lang.reflect.Constructor;
public class ReflectTest5 {
public static void main(String[] args) throws Exception{
Class c = Class.forName("csdn.reflect.day221213.Student");
// 获取创建对象
Object o=c.newInstance();
//获取有参构造方法
Constructor constructor=c.getDeclaredConstructor(int.class,String.class,int.class,boolean.class);
Object o1=constructor.newInstance(8848,"橙留香",18,true);
System.out.println(o1);
//获取无惨构造方法
Constructor constructor1=c.getDeclaredConstructor();
Object o2=constructor1.newInstance();
System.out.println(o2);
}
}
2.8获取一个类的父类或接口
package csdn.reflect.day221213;
public class ReflectTest6 {
public static void main(String[] args) throws Exception{
Class c=Student.class;
Class c2=c.getSuperclass();
System.out.println(c2.getName()); //java.lang.Object
System.out.println(c2.getSimpleName()); //Object
Class[] classes=c.getInterfaces();
for (Class cc:classes){
System.out.println(cc.getName()); //java.io.Serializable
}
}
}
3.反射机制的使用场景
在项目开发中,很少直接使用反射
反射是框架设计的灵魂,Spring/Mybatis等框架的底层,大量使用到反射机制
例如:
- JDBC连接数据库时,使用Class.forName(完整驱动类名),通过反射加载驱动类
- Spring框架IOC(动态加载管理Bean)创建对象以及AOP(动态代理)使用反射进行底层实现
- Mybatis框架的mapper接口代理对象的创建,也是通过反射实现的
4.反射机制的优缺点
优点:运行期类型的判断,动态加载类,提高代码灵活度
缺点:
性能瓶颈,反射相当于一系列的解释操作,通知JVM要做的事情,性能比直接的Java代码要慢。
安全问题,通过反射可以操作私有属性和私有方法,破坏封装,同时也增加了类的安全隐患。