Java反射机制详解-优快云博客

本文链接：https://blog.youkuaiyun.com/sglwh1234/article/details/82766548

Java 反射机制是构建框架技术的基础。

Java 反射机制是指在运行状态中，动态获取信息以及动态调用对象方法的功能。

java 反射有3个动态性质：

> 运行时生成对象实例，

> 运行期间调用方法，

> 运行时更改属性。

如何理解java反射机制？首先回顾一下JAVA程序的执行过程，想程序运行，Java类必须被java虚拟机加载。运行的程序在编译时就已经加载了所需要的类。

eg: Person.java > 编译器 >Person.class >JVM >运行程序

java 反射机制在编译时并不确定是哪个类被加载，而是在程序运行的时候才加载，探知，使用。这特点就是反射。在计算机科学领域，反射是指一类应用，它们能够自描述和自控制。也就是说，这类应用通过采用某种机制来实现对自己行为的描述（self-representation）和监测（examination），并能根据自身行为的状态和结果，调整或修改应用所描述行为的状态和相关的语义。

java反射机智能够知道类的基本结构，这种对java类结构探知的能力，称为Java类的“自审”，如java代码的自动提示功能（对自己行为的描述,self representation)，就是利用了java反射的原理，是对所创建对象的探知和自审( 检测）。

通过Java 反射，可以实现以下功能：

> 在运行时判断任意一个对象所属的类。

> 在运行时构造任意一个类的对象

> 在运行时判断任意一个类所具有的方法和属性

> 在运行是调用任意一个对象的方法

Java反射常用API:

Class 类，反射的核心类，反射所有的操作都是围绕该类类生成的。通过Class类，可以获取类的属性，方法等内容信息。

Field类，表示类的属性，可以获取和设置类中属性的值。

Method类，表示类的方法，它可以用来获取类中方法的信息，或者执行方法。

Ｃonstructor类：表示类的构造方法。

在java程序中使用反射的基本步骤如下：

a. 导入java.lang.reflect.*;

b. 获取需要操作的类的Java.lang.Class对象，

c. 调用Class 的方法获取Field,Method等对象，

d. 使用反射API 进行操作（The Reflection API https://docs.oracle.com/javase/tutorial/reflect/)

反射的应用

获取类的信息：通过反射获取类的信息分为两步：首先获取Class对象，然后通过Class对象获取信息。

1.获取Class对象

每个类被加载后，系统就会为该类生成一个对应的Class对象，通过该Class对象就可以访问到JVM中的这个类。Java程序中获得Class对象通常由如下3中方式。

1）调用对象的getClass()方法

getClass()方法是java.lang.Object类中的一个方法，所有的java 对象都可以调用该方法，该方法会返回该对象所属类对应的Class对象。

eg Studendt p = new Student(); Class cla = p.getClass();

2. 调用对象的class属性。

调用某个类的class属性可以获取该类对应的Class 对象，这种方式需要在编译期就知道类的名称，eg: Class cla = Student.class

3. 使用Class 类的forName()静态方法

使用Class 类的forName()静态方法也可以获取该类对应的Class 对象，该方法需要传入字符串参数，该字符串参数的值是某个类的全名，即要在类名前添加完整的包名。

eg Class cla = Class.forName("com.project.lwh.reflection.Student"); //正确

eg Class cla = Class.forName("Student"); //错误

如果传入的字符串不是类的全名，就会抛出一个ClassNotFoundException异常。

后两种方式都是直接根据类来获取该类的Class 对象，相比之下调用某个类的class属性来获取该类对应的Class对象这种方式更有优势，原因如下两点：

a. 代码更安全，程序在编译阶段就可以检查需要访问的Class对象是否存在。

b.程序性能更高，因为这种方式无须调用方法，所以性能更好。

因此，大部分时候都应该使用调用某个类的class属性的方式来获取指定类的Class 对象。

2.从Class 对象获取信息

在获得了某个类所对应的Class对象之后，程序就可以调用Class 对象的方法来获得该类的真实信息。Class类提供了大量实例方法来或取Class对象所对应类的详细信息。

1）访问Class 对应的类所包含的构造方法

访问Class 对应的类所包含的构造方法常用方法由：

a. 方法： Constructor getConstructor(Class[] params)

说明：返回此Class对象所表示的类的指定的public 构造方法，params参数是按声明顺序标志该方法参数类型的Class对象的一个数组。构造方法的参数类型与params所指定的参数类型所匹配。eg: Constructor co = c.getConstructor(String.class,List.class);

Constructor[] getConstructor() 返回此Class对象所表示的类的所有public 构造方法

Constructor getDeclaredConstructor(Class[] params) 返回此Class 对象所表示的类的指定构造方法，与构造方法的访问级别无关。

Constructor[] getDeclaredConstructors（）返回此Class对象所表示的所有构造方法，与构造方法的访问级别无关。

2）访问Class 对应的类所包含的方法

访问Class 对用的类所报的方法常用的方法有：

方法： Method getMethod(String name,Class[] params),

说明：返回此Class对象所表示的类的指定public 方法，name 参数用于指定方法的名称，params 参数是按声明顺序标志该方法参数类型的Class对象的一个数组，例如：c.getMethod("info",String.class); //c 为某Class 对象； c.getMethod("info",String.class,Integer.class);

Method[] getMethods(); 返回此Class对象所表示的类的所有public 方法

Method getDeclaredMethod(String name, Class[] params) 返回此Class对象所表示的类的指定的方法，与方法的访问级别无关。

Method[] getDeclaredMethods() 返回此Class对象所表示的类的全部方法，与方法的访问级别无关。

2)访问Class对应的类所包含的方法

方法：Method getMethod(String name,Class[] params)

说明：返回此Class对象所表示的类的指定的public方法，name 参数用于指定方法名称， params 参数是按声明顺序标志该方法参数类型的，Class对象的一个数组。例如：c.getMethod("info",String.class);// c为某Class对象。

//c.getMethod("info",String.class,Integer.class)

Method[] getMethods() 返回此Class对象所表示的类的所有public 方法。

Method[] getDeclaredMethod(String name, Class[] params) 返回此Class对象所表示的类的指定方法，与方法的访问级别无关。

Method[] getDeclaredMethods() 返回此Class 对象所表示的类的全部方法，与方法的访问级别无关。

3)访问类包含属性的常用方法

方法： Field getField(String name)

说明：返回此Class对象所表示的类的指定的public 属性，name参数用于指定属性名称，如：c.getField("age"); //c为某Class对象，age为属性名。

Field[] getFields() 返回此Class对象所表示的类的所有public 属性。

Field[] getDeclaredFiled(String name) 返回此Class对象所表示的类的的指定属性，与属性的访问级别无关。

Field[] getDeclaredFields() 返回此Class对象所表示的类的全部属性，与属性的访问级别无关。

4)访问Class对应的类所包含的注释

访问Class对应的类所包含的注释的常用方法：

访问类包含注释的常用方法

方法：<A extends Annotation>A getAnnotation(Class<A> annotationClass)

说明：试图获取该Class对象所表示类上指定类型的注释，如果该类型的注释不存在则返回null值，其中 annotationClass参数对应于注释类型的Class对象。

Annotation[] getAnnotations() 返回此元素上存在的所有注释

Annotation[] getDeclaredAnnotations() 返回直接存在于此元素上的所有注释
Annotation[] getDeclaredAnnotations()：返回直接存在于此元素上的所有注释。与此接口中的其他方法不同，该方法将忽略继承的注释。（如果没有注释直接存在于此元素上，则返回长度为零的一个数组。）该方法的调用者可以随意修改返回的数组；这不会对其他调用者返回的数组产生任何影响。

boolean is AnnotationPresent(Class<?extends Annotation> annotationClass):判断该程序元素上是否包含指定类型的注解，存在则返回true，否则返回false.

访问Class对应的类的其他信息

访问Class对应的类的其他一些常用方法的定义

Class[] getDeclaredClasses() 返回该Class对象的对应类里包含的全部内部类

Class[] getDeclaringClass() 访问Class对应的类所在的外部类

Class[] getInterfaces[] 返回该Class对应类所实现的全部接口

int getModifiers() 返回此类或接口的所有修饰符，返回的修饰符由public ,protected,private,final,static 和abstract等对应的常量组成，返回的整数应使用Ｍｏｄｉｆｉｅｒ工具类的方法来解码，才可以获取真实的修饰符。

Package getPackage() 获取此类的包

String getName()此字符串形式返回此Class对象所表示的类的名称

String getSimpleName() 此字符串形式返回此Class对象所表示的类的简称

Class getSuperclass() 返回该Class所表示的类的超类对应的Class对象。

Method, Constructor,Field这3个类都定义在java.lang.reflect下，并实现了java.lang.reflect.Member接口，程序可以通过 Method对象来执行对应的方法，通过 Constructor对象来调用相应的构造方法创建对象，通过Field对象直接访问并修改对象的属性。

https://blog.youkuaiyun.com/DaJian35/article/details/79705193

在使用枚举类的时候，建议用getDeclaringClass返回枚举类。但是为什么不用getClass呢？下面来看看代码：

    public enum FruitEnum{
        BANANA,APPLE;

        public static void main(String[] args) {
            System.out.println(BANANA.getDeclaringClass());
            System.out.println(BANANA.getClass());
        }
    }

    # 运行结果
        class FruitEnum
        class FruitEnum
    }

    public enum FruitEnum{
        BANANA{
            String getName() {
                return "香蕉";
            }
        },APPLE{
            String getName() {
                return "苹果";
            }
        };

        abstract String getName();

        public static void main(String[] args) {
            System.out.println(BANANA.getDeclaringClass());
            System.out.println(BANANA.getClass());
        }
    }

    # 运行结果
    class FruitEnum
    class FruitEnum$1

20这种情况下就不同了。因为此时BANANA和APPLE相当于FruitEnum的内部类。下面来看看Enum的源码：

    public final Class<E> getDeclaringClass() {
        Class var1 = this.getClass();
        Class var2 = var1.getSuperclass(); // 获取上一级的父类
        return var2 == Enum.class?var1:var2;
    }

当上一级的父类不是Enum，则返回上一级的class。因此对枚举类进行比较的时候，使用getDeclaringClass是万无一失的。

通过反射来创建对象的方式有两种：

1）使用Class对象的newInstance()方法创建对象

使用Class对象的newInstance（）方法来创建Class对象对应类的实例，这种方式要求该Class对象的对应类由默认构造方法，而执行newInstance()方法时实际上是利用默认构造方法来创建该类的实例。

eg: Class cla= Date.class;

Date d =(Date)cla.newInstance();

2）使用Constructor对象创建对象

使用Constructor对象创建对象，要先使用Class对象获取指定的Constructor对象，再调用Constructor对象的newInstance()方法来创建该Class对象对应类的实例。通过这种方式可以选择使用某个类的指定构造方法来创建实例。

eg: Class cla = Date.class;

Constructor cu = cla.getConstructor(long.class);

Date d= (Date) cu.newInstance(1987);