Java反射

JIU_WW

于 2025-02-17 21:38:56 发布

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文章标签： java python 开发语言

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第 1 章 Java 反射

1.1 反射的概述

1.1.1 什么反射

JAVA反射（Reflection）机制是在运行状态中，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，都能够调用它的任意一个方法和属性；这种动态获取的信息以及动态调用对象的方法的功能称为java的反射机制。

反射是程序的自我分析能力，通过反射可以确定类有哪些方法、有哪些构造方法以及有哪些成员变量。通过反射机制能够动态读取一个类的信息；能够在运行时动态加载类，而不是在编译期。反射可以应用于框架开发，它能够从配置文件中读取配置信息动态加载类、创建对象，以及调用方法和成员变量。

下面我们解剖一下对象的创建过程

如果一个class文件已经加载到内存（第3步），是不是就可以从class对象中获取类的方法和属性呢？这就是Java的反射。

1.1.2 反射的主要用途

反射最重要的用途就是开发各种通用框架。很多框架（比如 Spring）都是配置化的（比如通过 XML 文件配置 Bean），为了保证框架的通用性，它们可能需要根据配置文件加载不同的对象或类，调用不同的方法，这个时候就必须用到反射，运行时动态加载需要加载的对象。也就是我们将类名配置在配置文件中，Java反射通过类名来创建类的对象，并调用对象的方法和使用对象的属性。

反射拥有以下四大功能：

（1）在运行时(动态编泽）获知任意一个对象所属的类。

（2）在运行时构造任意个类的对象。

（3）在运行时获知任意一个类所具有的成员变量和方法。

（4）在运行时调用任意一个对象的方法和属性。

1.1.3反射机制的优点

（1）增加灵活性和扩展性：使用反射机制可以在程序运行时动态加载、修改、创建、调用类和方法等,从而增加了程序的灵活性和可扩展性。

（2）提高代码的通用性：通过反射机制可以动态的获取类信息，从而可以编写通用的代码，使得不同的类能够以相同的方式来处理。

（3）规范代码结构：反射机制可以使代码结构清晰明了，减少了代码中的冗余部分。

（4）实现框架和插件：反射机制在很多框架和插件中都有广泛的应用，比如Spring框架、 JUnit测试框架等。

（5）动态代理：反射机制的另一个重要应用是实现动态代理，可以在不修改原来代码的情况下，通过代理对象对原对象的方法进行增强。

1.2 反射的使用

1.2.1 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。

1、获得类相关的方法

方法	用途
asSubclass(Class 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

2、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

3、获得类中构造器相关的方法

方法	用途
getConstrutor(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配匹的构造方法
getDeclaredConstructors()	获得该类所有构造方法

1.2.2 获取类信息

（1）创建一个学生类

/**
 * 学生类
 */

public class Student {
    private Long id;
    private String name;
    public Student() {
    }

    public Student(Long id, String name) {
        this.id = id;
        this.name = name;
    }

    public Long getId() {

        return id;

    }

    public void setId(Long id) {
        this.id = id;
    }

    public String getName() {
        return name;
    }

    public void setName(String name) {
        this.name = name;
    }

    @Override
    public String toString() {
        return "Student{" +
                "id=" + id +
                ", name='" + name + '\'' +
                '}';
    }

    public String concat(Long id,String name){
        return name + id;
    }
}

（2）创建测试类，通过反射来获取类的信息

public class StudentTest {

    @Test
    public void test1() throws Exception{

        /*
         * 1、加载类：已知类名获取类
         * （1）Class.forname(类的全名):通过类名加载
         * （2）类名.class:通过字节码文件加载
         * （3）类实例名.getClass():通过类实例加载
         */

        Class<?> clazz = Class.forName("org.example.Student");
        
        //Class<?> clazz = Student.class;

        /*
         * 2、创建类实例
         * (1) newlnstance():方法内部实际上调用了无参数构造方法，
         * 必须保证无参构造存在,在新版本中已标记过时
         * (2)class.getDeclaredConstructor(...构造参数类)
         * .newInstance(...参数):可带参数
         */
        Object o = clazz.getDeclaredConstructor(Long.class,String.class)
                .newInstance(1001L,"张三");
        // 调用方法toString
        System.out.println(o.toString());
    }
}

1.2.3 Method 类

Method类方法

方法名	用途
getName()	返回方法名
getModifiers()	获取方法的修饰符列表，返回的修饰符是一个数字，每个数字是修饰符的代号[一般配合Modifier类的toString(int x)方法使用]
getReturnType()	以Class类型，返回方法类型[一般配合Class类的getSimpleName()方法使用]
getParameterTypes()	返回方法的修饰符列表(一个方法的参数可能会有多个) [结果集-一般配合Class类的getSimpleName()方法使用]
invoke(Object obj, Object… args)	调用方法

1.2.4 反射动态方法调用

创建测试方法，通过反射动态调用方法

@Test
public void test2() throws Exception{

    // 1、加载类
    Class<?> clazz = Class.forName("org.example.Student");

    // 2、创建类实例
    Object o = clazz.getDeclaredConstructor().newInstance();

    // 3、获取setId,setName和concat方法：已知方法名获取方法
    Method setId = clazz.getDeclaredMethod("setId", Long.class);
    Method setName = clazz.getDeclaredMethod("setName", String.class);
    Method concat = clazz.getDeclaredMethod("concat", Long.class, String.class);

    // 4、执行方法
    setId.invoke(o,1001L);

    setName.invoke(o,"张三");

    String stuinfo = (String) concat.invoke(o, 1002L, "李四");

    // 5、输出
    System.out.println(o.toString());

    System.out.println(stuinfo);
}

1.2.5 Field 类

Field类方法

方法名	用途
getName()	返回属性名
getModifiers()	获取属性的修饰符列表，返回的修饰符是一个数字，每个数字是修饰符的代号[一般配合Modifer类的toString(int x)方法使用]
getType()	以Class类型，返回属性类型[一般配合Class类的getSimpleName()方法使用]
set(Object obj, Object value)	设置属性值
get(Object obj)	读取属性值

1.2.6 反射动态属性读写

创建测试方法，通过反射动态读写属性

 @Test
 public void test3() throws Exception{

        // 1、加载类
        Class<?> clazz = Student.class;

        // 2、创建类实例
        Object o = clazz.getDeclaredConstructor().newInstance();

        // 3、获取id,name属性：已知属性名获取属性
        Field id = clazz.getDeclaredField("id");
        Field name = clazz.getDeclaredField("name");

        // 4、给属性赋值
        id.setAccessible(true);// 解除属性的写保护
        id.set(o,1001L);
        name.setAccessible(true);
        name.set(o,"张三");

        // 5、读取属性值
        System.out.println(id.get(o) + "\t" + name.get(o));

    }