Java反射

本文是Java反射学习笔记,介绍了Java反射概念,即JVM将Java文件各部分映射成对象,用于编写通用代码或框架。阐述了反射机制,需先获取Class类对象。还说明了使用步骤,并介绍了Class、Constructor、Field、Method等常用类。

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Java反射学习笔记,记录了Java反射的概念和相关类的学习笔记。

Java反射简介

什么是Java反射?

Java反射是指Java的JVM会把Java文件中的各个部分(构造器、全局变量和方法)映射成对应对象。通过这些映射出来的对象,程序员可以进行对应功能的访问和执行。

  • 用来编写一些通用性较高的代码或者框架的时候使用。
Java反射的机制
  • Java反射必须先得到代表字节码文件的Class,Class类用于表示.class文件(字节码)。
  • 需要使用Class类中的方法来解剖每个部分。
  • Java文件每个部分对应使用的类,图:
Java反射使用步骤
  1. 获取Class类的对象。
  2. 通过Class类对象,执行Class类的方法返回单个构造器对象。
  3. 使用构造器类“Constructor”的方法创建实例。
  4. 获取和执行全局变量和方法的实现方式与上面类似,重复第2、3步骤,使用对应的Class类方法和对应类即可。

Java反射常用类

Class类

java.lang.Class类用于代表一个类的字节码文件(.class)。Class对象是由类的字节码文件(.class)被加载内存时所产生,代表正在运行的Java程序里的类或接口。使用Java反射时,需要在加载.class文件生成Class对象,然后使用Class类里的方法返回每个部分(构造器、全局变量、方法)的对象。

Class类的对象

使用Java反射第一步需要先获取Class对象。

Class对象获得的三种方法:

  1. 类名.class
  2. 对象.getClass()
  3. Class.forName(“包名.类名”)

例子:

//类名.class
Class c1 = Person.class;
//对象.getClass()
Person person = new Person();
Class c2 = person.getClass();
//Class.forName("包名.类名")
Class c3 = Class.forName("com.qqfh.reflect.Person");
Class类的方法
实例方法说明返回值
getConstructors()获得类的所有构造方法Constructor[]
getConstructor(Class<?>… parameterTypes)获得指定的构造器,参数填写对应"类型.Class"Constructor
getFields()返回此Class对象中的所有公有全局变量Field[]
getDeclaredFields()返回此Class对象中的所有全局变量(包含私有)Field[]
getField(String name)返回Class对象中指定公有全局变量Field
getDeclaredField(String name)返回Class对象中指定全局变量(包含私有)Field
getDeclaredMethods()获得此Class对象中的所有方法(包含私有)Method[]
getMethods()获得此Class对象中的公有方法Method[]
getDeclaredMethod(String name, Class<?>… parameterTypes)返回此Class对象中指定方法(包含私有)Method
getMethod(String name, Class<?>… parameterTypes)返回此Class对象中指定公有方法Method

例子:

//创建Class对象,并获得有参数的构造器
Class c1 = Class.forName("com.qqfh.reflect.Person");
Constructor c =c1.getConstructor(String.class,String.class);
Constructor类

Constructor类对应类的构造方法以及对它的访问权限。Constructor对象代表类的单个构造方法。

实例方法说明返回值
newInstance使用Constructor代表的构造器来创建新实例Object

案例

	/*
	* 输出结果:
	* 商品信息
    * Goods [id=1, name=电风扇, price=59.9, desc=冬天大促销]
    */
	private static void gouzaoqi() {
		try {
			//无参构造器
			Class<?> c1 = Class.forName("com.qqfh.reflect.Goods");
			Constructor<?> wucan = c1.getConstructor();
			Goods g1 = (Goods)wucan.newInstance();
			g1.display();
			//有参数构造器
			Class<?> c2 = Class.forName("com.qqfh.reflect.Goods");
			Constructor<?> youcan = c2.getConstructor(int.class,String.class,double.class,String.class);
			Goods g2 = (Goods)youcan.newInstance(1,"电风扇",59.9,"冬天大促销");
			System.out.println(g2);
		} catch (Exception e) {
			e.printStackTrace();
		}
	}

Field类

Field类对应类或接口的全局变量(字段、成员变量)信息,并提供动态访问权限。

实例方法说明返回值
setAccessible(boolean flag)设置Filed变量是否可以访问私有属性,true表示可以,默认值falsevoid
get(Object obj)获取指定对象中此Field所对应变量的值Object
set(Object obj, Object value)设置指定对象中此Field所对应变量的值void
getDeclaredField获取私有属性Field

案例

	/*
	 * 通过Field获得私有属性
	 * 输出结果:
	 * 三国演义
	 * Goods [id=0, name=三国演义, price=0.0, desc=null]
	 */
	public static void FieldTest1() {
		try {
			Class<?> c1 = Class.forName("com.qqfh.reflect.Goods");
			Field f1 = c1.getDeclaredField("name");
			f1.setAccessible(true);
			Goods goods = new Goods();
			f1.set(goods, "三国演义");
			Object result = f1.get(goods);
			System.out.println(result);
			System.out.println(goods);
		} catch (Exception e) {
			e.printStackTrace();
		}
	}
	/*
	 * 通过Field获得公有属性
	 * 输出结果:
	 * 59.9
	 * Goods [id=0, name=null, price=59.9, desc=null]
	 */
	public static void FieldTest2() {
		try {
			Class<?> c1 = Class.forName("com.qqfh.reflect.Goods");
			Field f1 = c1.getField("price");
			Goods goods = new Goods();
			f1.set(goods,59.9);
			Object result = f1.get(goods);
			System.out.println(result);
			System.out.println(goods);
		} catch (Exception e) {
			e.printStackTrace();
		}
	}

Method类

Method对应类或接口上方法的信息。

实例方法说明返回值
setAccessible(boolean flag)设置Filed变量是否可以访问私有属性,true表示可以,默认值falsevoid
invoke(Object obj, Object… args)执行obj对象中此Method对应的方法。后一个Object是方法参数Object

案例

//	1)通过Method调用display()方法
	public static void mdisplay() {
		try {
			Class c1 =Class.forName("com.qqfh.reflect.Address");
			Method m1 = c1.getMethod("display");
			Address addr = new Address();
			m1.invoke(addr);
		} catch (Exception e) {
			e.printStackTrace();
		}
	}
	
//	2)通过Method调用info()方法
	public static void minfo() {
		try {
			Class c1 =Class.forName("com.qqfh.reflect.Address");
			Method m1 = c1.getDeclaredMethod("info",null);
			m1.setAccessible(true);
			Address addr = new Address();
			m1.invoke(addr);
		} catch (Exception e) {
			e.printStackTrace();
		}
	}
	
//	3)通过Method调用equalsAddress(String name)方法
	public static void mequalsAddress() {
		try {
			Class c1 =Class.forName("com.qqfh.reflect.Address");
			Method m1 = c1.getDeclaredMethod("equalsAddress",String.class);
			m1.setAccessible(true);
			Address addr = new Address(1,"张三","北京","13012341234");
			m1.invoke(addr,"李四");
			m1.invoke(addr,"张三");
		} catch (Exception e) {
			e.printStackTrace();
		}
	}
### Java反射机制使用教程及常见问题 Java反射机制是一种强大的工具,允许程序在运行时动态地检查和操作类、接口、字段和方法等内部信息[^1]。以下是关于Java反射机制的详细教程以及一些常见的问题。 #### 1. 反射机制的基本概念 Java反射机制是Java语言中一种动态访问、检测和修改自身的能力,主要作用是在运行时获取类的完整结构信息并对其进行操作[^2]。通过反射,可以实现以下功能: - 动态创建对象。 - 动态调用方法。 - 动态访问字段。 - 动态处理注解。 #### 2. 核心类与API Java反射的核心类位于`java.lang.reflect`包中,主要包括以下几类: - `Class`:表示类的运行时类对象,可以通过`Class.forName(String className)`或`Object.getClass()`获取。 - `Field`:表示类的成员变量。 - `Method`:表示类的方法。 - `Constructor`:表示类的构造方法。 #### 3. 使用示例 以下是一个简单的反射机制使用示例,展示了如何通过反射创建对象并调用方法。 ```java import java.lang.reflect.Method; public class ReflectionExample { public static void main(String[] args) throws Exception { // 获取目标类的Class对象 Class<?> cls = Class.forName("com.example.MyClass"); // 创建目标类的实例 Object obj = cls.getDeclaredConstructor().newInstance(); // 获取目标类的方法 Method method = cls.getMethod("myMethod", String.class); // 调用目标类的方法 method.invoke(obj, "Hello Reflection"); } } ``` #### 4. 性能问题 反射机制虽然强大,但在性能上存在一定的开销。例如,在大量调用反射方法时,其性能可能显著低于直接调用[^4]。因此,在实际开发中应权衡使用反射的必要性。 #### 5. 常见问题 - **安全性问题**:反射可以访问私有成员,这可能导致破坏封装性[^1]。 - **性能问题**:反射调用方法的性能比普通方法调用低[^4]。 - **异常处理**:反射操作容易抛出多种异常,如`ClassNotFoundException`、`NoSuchMethodException`等,需要妥善处理。 #### 6. 实际应用场景 Java反射机制在许多实际场景中发挥了重要作用,包括但不限于框架设计、动态代理、依赖注入、测试工具和序列化/反序列化等[^3]。 ---
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