Java反射机制详解-优快云博客

本文链接：https://blog.youkuaiyun.com/qq_34202054/article/details/123241331

概述

能够分析类能力的程序称为反射。

在运行时构造任意类的对象
在运行时获取或修改任意类所有的方法和属性
在运行时调用任意类的方法和属性

Class

反射基于Class，没有Class不谈反射。Class类封装了当前对象对应类所有方法和属性，Class属于类的类，拿到Class就能拿到所有的对应类的方法和属性并做些什么。

获取Class对象

获取Class对象方式有三种：

通过类名.class直接获取。

        // 通过类直接获取
        Class<ReflectTest> reflectTestClass = ReflectTest.class;
        Class<Integer> integerClass = int.class;
        Class<Integer> type = Integer.TYPE;
        
        System.out.println("通过类直接获取00:" + reflectTestClass.getName());
        System.out.println("通过类直接获取01:" + integerClass.getName());
        System.out.println("通过类直接获取02:" + type.getName());

运行：

通过类直接获取00:ReflectTest
通过类直接获取01:int
通过类直接获取02:int

通过对象名.getClass获取。

        ReflectTest reflectTest = new ReflectTest();
        Class<? extends ReflectTest> aClass = reflectTest.getClass();
        System.out.println("通过对象名.getClass()获取：" + aClass.getName());

运行：

通过对象名.getClass()获取：ReflectTest

通过全类名获取。

Class提供的静态方法：

     */
    @CallerSensitive
    public static Class<?> forName(String className)
                throws ClassNotFoundException {
        Class<?> caller = Reflection.getCallerClass();
        return forName0(className, true, ClassLoader.getClassLoader(caller), caller);
    }

通过全类名获取类对象。

        String className = "ReflectTest";
        try {
            Class<?> aClass1 = Class.forName(className);
            System.out.println("通过全类名获取：" + aClass1.getName());
        } catch (ClassNotFoundException e) {
            e.printStackTrace();
        }

运行：

通过全类名获取：ReflectTest

判断类的类型与实例

        String className = "ReflectTest";
        try {
            Class<?> aClass1 = Class.forName(className);
            Class<?> aClass2 = Class.forName(className);
            System.out.println(aClass1 == aClass2);
            // 判断是否是某个类的实例
            boolean instance = ReflectTest.class.isInstance(aClass1);
            System.out.println(instance ? "是ReflectTest的实例" : "不是ReflectTest的实例");
            
            // 判断是否是某一个类的类型
            boolean assignableFrom = reflectTestClass.isAssignableFrom(ReflectTest.class);
            System.out.println(assignableFrom ? "是ReflectTest类型" : "不是ReflectTest类型");

        } catch (ClassNotFoundException e) {
            e.printStackTrace();
        }

运行：

true
不是ReflectTest的实例
是ReflectTest类型

使用==判断结果为true，是因为没有创建实例，两个对象都指向同一个class文件，所以为true。

通过native方法isInstance()判断是不是某一个类的实列。

    public native boolean isInstance(Object obj);

代码中只是根据类名的字符串获取到相对应的类，并没有创建该类的对象，所以返回结果正确。

通过isAssignableFrom()判断是不是某一个类的类型。
代码中获取的类和ReflectTest肯定是同一类型，所以运行结果无误。

创建实例

通过反射创建实例有两种方式：通过调用newInstance()方法创建实例；通过先获取Constructor对象，通过Constructor对象调用newInstance()创建实例。

public class ReflectTest {
    public ReflectTest() {
        System.out.println("这是ReflectTest的构造");
    }
}

newInstance()。

 String className = "ReflectTest";
        try {
            Class<?> aClass1 = Class.forName(className);
            Object newInstance = aClass1.newInstance();

            // 判断是否是某个类的实例
            boolean instance = ReflectTest.class.isInstance(newInstance);
            System.out.println(instance ? "是ReflectTest的实例" : "不是ReflectTest的实例");
        } catch (ClassNotFoundException e) {
            e.printStackTrace();
        } catch (IllegalAccessException e) {
            e.printStackTrace();
        } catch (InstantiationException e) {
            e.printStackTrace();
        }

运行：

是ReflectTest的实例

先获取Constructor，再调用newInstance。

        String className = "ReflectTest";
        try {
            Class<?> aClass1 = Class.forName(className);
            // 获取构造
            Constructor<?> constructor = aClass1.getConstructor(ReflectTest.class);
            // 通过构造获取实例
            Object instance1 = constructor.newInstance();
            // 判断是否是某个类的实例
            boolean instance = ReflectTest.class.isInstance(instance1);
            System.out.println(instance ? "是ReflectTest的实例" : "不是ReflectTest的实例");
        } catch (ClassNotFoundException e) {
            e.printStackTrace();
        } catch (IllegalAccessException e) {
            e.printStackTrace();
        } catch (InstantiationException e) {
            e.printStackTrace();
        } catch (NoSuchMethodException e) {
            e.printStackTrace();
        } catch (InvocationTargetException e) {
            e.printStackTrace();
        }

运行：
请添加图片描述
修改：

        try {
            Class<ReflectTest> aClass1 = ReflectTest.class;
            // 获取所有构造
            Constructor<?>[] constructor = aClass1.getConstructors();
            Object instance1 = constructor[0].newInstance();
            // 判断是否是某个类的实例
            boolean instance = ReflectTest.class.isInstance(instance1);
            System.out.println(instance ? "是ReflectTest的实例" : "不是ReflectTest的实例");

        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        }

运行：

这是ReflectTest的构造
是ReflectTest的实例

除了调用getConstructors()可以得到正确的结果外，调用getConstructor(),getDeclaredConstructor()均出现java.lang.NoSuchMethodException异常，详细原因如下：

方法	描述
getConstructor(Class<?>… parameterTypes)	获取使用特殊参数类型的public构造，包含父类
getConstructors()	获取所有公共构造
getDeclaredConstructors()	获取所有的构造
getDeclaredConstructor(Class<?>… parameterTypes)	获取所有使用特殊参数的构造

获取成员变量

public class ReflectTest {
    // 共有
    public String name = "名称";
    // 私有
    private int age = 23;
    // 默认
    boolean female = true;
    // 受保护
    protected double salary = 2022.22;
  }

获取所有成员变量

     String className = "ReflectTest";
        try {
            // 获取类对象
            Class<?> aClass = Class.forName(className);
            // 获取所有成员变量
            Field[] fields = aClass.getFields();
            for (Field field : fields) {
                // 打印所有成员变量
                System.out.println(field);
                System.out.println(field.getName());
            }
        } catch (ClassNotFoundException e) {
            e.printStackTrace();
        }

结果：

public java.lang.String ReflectTest.name
name

getFields()只能获取公共的成员变量，其他的都无法获取。使用getDeclaredFields()可以获取所有申明的成员变量。

            // 获取所有成员变量
            Field[] fields = aClass.getDeclaredFields();
            for (Field field : fields) {
                // 打印所有成员变量
                System.out.println(field);
                System.out.println(field.getName());
            }

运行：

public java.lang.String ReflectTest.name
name
private int ReflectTest.age
age
boolean ReflectTest.female
female
protected double ReflectTest.salary
salary

获取成员变量的权限修饰

            // 获取所有成员变量
            Field[] fields = aClass.getDeclaredFields();
            for (Field field : fields) {
                // 打印所有成员变量
                System.out.println(field);
                // 权限修饰
                System.out.println(field.getModifiers());
            }

运行：

public java.lang.String ReflectTest.name
1
private int ReflectTest.age
2
boolean ReflectTest.female
0
protected double ReflectTest.salary
4

权限与其对应的值。

权限	反射中对应的值
public	1
private	2
protected	4
default	0

获取成员变量的值

获取成员变量的值，必须先创建对象，没有对象就没有成员变量。

        try {
            ...
            // 创建实例
            ReflectTest reflectTest = new ReflectTest("test");
            // 获取所有成员变量
            Field[] fields = aClass.getFields();
            for (Field field : fields) {
                // 打印所有成员变量
                System.out.println(field);
                System.out.println(field.getName());
                System.out.println(field.get(reflectTest));
            }
            ...
         }

结果：

这是ReflectTest的构造
public java.lang.String ReflectTest.name
name
名称

已经获取到属性name的值“名称”。

修改公共成员变量的值

      // 获取指定成员变量
            Field nameField = aClass.getField("name");
            // 修改成员变量的值
            nameField.set(reflectTest,"狗子");
            // 输出，检查修改是否成功
            System.out.println(reflectTest.name);

运行：

名称
狗子

原来name的值是“名称”，已被修改成“狗子”。

修改私有成员变量的值

            // 获取指定成员变量
            Field ageField = aClass.getDeclaredField("age");
            // 暴力反射，突破权限限制
            ageField.setAccessible(true);
            // 修改成员变量的值
            ageField.set(reflectTest,18);
            // 输出，检查修改是否成功
            System.out.println(reflectTest.getAge());

运行：

原来是23，现在修改成18，修改成功。

访问static变量

static字段：

private static String power = "石油";

修改字段：

        String className = "ReflectTest";
        try {
            // 获取类对象
            Class<?> aClass = Class.forName(className);
            // 创建实例
            ReflectTest reflectTest = new ReflectTest("test");
            // 获取字段
            Field power = aClass.getDeclaredField("power");
            //
            power.setAccessible(true);
            // 修改
            power.set(reflectTest,"太阳");
            Object obj = power.get(reflectTest);
            System.out.println("static修改后的值：" + obj.toString());
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        }

运行：

static修改后的值：太阳

修改final成员

final字段：

    private final String address = "杭州";
    public void showAddress() {
        System.out.println("final修改后的值：" + address);
    }

修改：

        String className = "ReflectTest";
        try {
            // 获取类对象
            Class<?> aClass = Class.forName(className);
            // 创建实例
            ReflectTest reflectTest = new ReflectTest("test");
            // 获取字段
            Field address = aClass.getDeclaredField("address");
            //
            address.setAccessible(true);
            // 修改
            address.set(reflectTest,"武汉");
            // 打印
            reflectTest.showAddress();
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        }

运行：

final修改后的值：杭州

发现修改失败，因为JVM对final进行了优化，其实是修改成功了，只是打印的那个值没有变化，就是编译的时候打印输出的值已经固定了，和它后来是什么样的没有关系了。即：

System.out.println("final修改后的值：" + address);

被优化成：

System.out.println("final修改后的值：" + "杭州");

所以需要修改完后再取出来进行打印输出。

        // 获取类对象
            Class<?> aClass = Class.forName(className);
            // 创建实例
            ReflectTest reflectTest = new ReflectTest("test");
            // 获取字段
            Field address = aClass.getDeclaredField("address");
            //
            address.setAccessible(true);
            // 修改
            address.set(reflectTest,"武汉");
            // 打印
//            reflectTest.showAddress();
            // 将修改的字段单独取出来进行输出
            Object obj = address.get(reflectTest);
            System.out.println("final修改后的值：" + obj.toString());

运行：

final修改后的值：武汉

修改static final字段

static final 字段：

private static final String area = "西北";

修改：

        String className = "ReflectTest";
        try {
            // 获取类对象
            Class<?> aClass = Class.forName(className);
            // 创建实例
            ReflectTest reflectTest = new ReflectTest("test");
            // 获取字段
            Field area = aClass.getDeclaredField("area");
            //
            area.setAccessible(true);
            // 修改
            area.set(reflectTest,"东北");
            Object obj = area.get(reflectTest);
            System.out.println("static final修改后的值：" + obj.toString());
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        }

运行：
在这里插入图片描述
修正：修改时需要先把final修饰符拿掉，修改完后再把final修饰符加上去。

        String className = "ReflectTest";
        try {
            // 获取类对象
            Class<?> aClass = Class.forName(className);
            // 创建实例
            ReflectTest reflectTest = new ReflectTest("test");
            // 获取字段
            Field area = aClass.getDeclaredField("area");
            //
            area.setAccessible(true);
            // 获取final修饰符
            Field modifiers = area.getClass().getDeclaredField("modifiers");
            // 暴力反射
            modifiers.setAccessible(true);
            // 拿掉final修饰符
            modifiers.setInt(area,area.getModifiers() &~Modifier.FINAL);
            // 修改
            area.set(reflectTest,"东北");
            // 添加final修饰符
            modifiers.setInt(area,area.getModifiers() &~Modifier.FINAL);
            Object obj = area.get(reflectTest);
            System.out.println("static final修改后的值：" + obj.toString());
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        }

运行：

static final修改后的值：东北

获取方法

public class ReflectTest {
    public int getAge() {
        return age;
    }

    // 私有方法
    private void reflectMethod01(){
    }

    // 共有方法
    public void reflectMethod02(){
    }

    // 共有带参方法
    public void reflectMethod03(String param){
    }

    // 共有带参带返回值的方法
    public String reflectMethod04(String param){
        System.out.println("参数：" + param);
        return param;
    }
    public ReflectTest(String aaa) {
        System.out.println("这是ReflectTest的构造");
    }
}

获取所有声明的方法

        try {
            // 获取类对象
            Class<?> aClass = Class.forName(className);
            // 创建实例
            //ReflectTest reflectTest = new ReflectTest("test");
            // 获取所有方法
            Method[] methods = aClass.getDeclaredMethods();
            for (Method mothod : methods) {
                // 打印所有方法
                System.out.println(mothod);
            }
        } catch (ClassNotFoundException e) {
            e.printStackTrace();
        }

运行：

public int ReflectTest.getAge()
public void ReflectTest.reflectMethod02()
public void ReflectTest.reflectMethod03(java.lang.String)
private void ReflectTest.reflectMethod01()
public java.lang.String ReflectTest.reflectMethod04(java.lang.String)

没有返回构造方法，因为构造方法有单独的方法进行调用，这里不用。

方法	描述
getDeclaredMethods()	返回所有成员方法，不包括继承的
getDeclaredMethod(String name, Class<?>… parameterTypes)	返回某一个具体的成员方法
getMethods()	返回所有公共成员方法，包括继承的
getMethod(String name, Class<?>… parameterTypes)	返回某一个指定的成员方法

调用公共成员方法

成员方法：

    // 共有带参带返回值的方法
    public String reflectMethod04(String param){
        System.out.println("参数：" + param);
        return param;
    }

反射调用成员方法。

            // 获取方法
            Method reflectMethod04 = aClass.getMethod("reflectMethod04", String.class);
            // 调用方法并获取返回值
            Object returnValue = reflectMethod04.invoke(reflectTest, "happy");
            // 打印返回值
            System.out.println("成员方法返回值：" + returnValue);

运行：

参数：happy
成员方法返回值：happy

调用私有成员变量

成员方法：

    // 私有方法
    private void reflectMethod01(){
        System.out.println("这个是私有成员方法");

    }

反射调用私有成员方法

            Method reflectMethod01 = aClass.getDeclaredMethod("reflectMethod01");
            // 暴力反射，突破权限
            reflectMethod01.setAccessible(true);
            // 调用方法
            reflectMethod01.invoke(reflectTest);