Java反射技术详解与应用案例-优快云博客

本文详细介绍了Java反射的概念，包括其动态加载类、创建对象、获取方法信息及执行方法的功能。通过反射，可以实现在运行时动态确定执行规则。文章列举了反射在JUnit4测试、Spring框架中的应用，并提供了具体的案例分析。

摘要生成于 C知道，由 DeepSeek-R1 满血版支持，前往体验 >

反射

静态与动态

静态:事先约定的规则,执行期间按照固定的规则执行.

java中的静态执行:编译时已经就确定执行规则(执行次序),在运行期间按照编译结果顺序执行.

动态:事先没有约定,在执行期间动态确定执行规则.

java中的动态执行:运行期间才能确定加载哪些类,创建哪些对象,执行哪些方法...

反射的作用

import java.lang.reflect.Method;
import java.util.Scanner;

public class Main {
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        Scanner input = new Scanner(System.in);
        System.out.println("input Class:");
        String className = input.nextLine();
        //动态加载类
        Class clazz = Class.forName(className);
        System.out.println(clazz);
        //动态创建对象
        Object obj = clazz.newInstance();
        System.out.println(obj);
        //动态查询类的方法信息
        //从clazz代表的类信息中获取全部的方法信息
        //每一个Method代表一个方法信息
        //方法的所有要素都在这个对象中
        Method[] ary = clazz.getDeclaredMethods();
        for (Method method : ary) {
            System.out.println(method);
            //获取方法的详细信息
            System.out.println(method.getName());
            System.out.println(method.getReturnType());
            //查找与test开头的方法
            String name = method.getName();
            if (name.startsWith("test")) {
                System.out.println("find");
            }
        }
        input.close();
    }
}

动态加载类

class clazz = Class.forName(类名);

import java.util.Scanner;

public class Main {
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        Scanner input = new Scanner(System.in);
        System.out.println("input Class:");
        String className = input.nextLine();
        Class clazz = Class.forName(className);

        System.out.println(clazz);
    }
}

动态创建对象

Object obj = clazz.newInstance();

执行clazz引用的类信息中的无参构造器,动态创建实例.如果没有无参构造器,则抛出异常.

反射可以调用有参构造器.

几乎所有的高级流都没有无参构造器.

动态获取类的方法信息

//动态查询类的方法信息
//从clazz代表的类信息中获取全部的方法信息
//每一个Method代表一个方法信息
//方法的所有要素都在这个对象中
Method[] ary = clazz.getDeclaredMethods();
for (Method method : ary) {
    //获取方法的详细信息
    System.out.println(method);
    System.out.println(method.getName());
    System.out.println(method.getReturnType());
    //查找与test开头的方法
    String name = method.getName();
    if (name.startsWith("test")) {
        System.out.println("find");
    }
}

动态执行方法

invoke: 调用 method:方法

语法:

Object obj = method.invoke(执行方法的对象, 传递的参数1, 参数2, ...);

必须在对象上执行一个非静态方法,调用方法的时候必须有对象.

在invoke方法执行的时候,必须传递包含当前方法的对象.

invoke可以调用私有方法.

package reflect;

public class Test {

    public String fun1() {
        return "fun(1)";
    }
    
    private String fun2(String str) {
        return str;
    }
}

package reflect;

import java.lang.reflect.Method;
import java.util.Scanner;

public class Main {

    public static void main(String[] args) throws Exception {
        //动态加载类
        Scanner in = new Scanner(System.in);
        System.out.println("input Class:");
        String className = in.nextLine();
        Class cls = Class.forName(className);
        
        //1.找到指定方法
        //Class提供了根据方法签名找到指定的方法信息的API
        String name = "fun2";
        //类型列表 Class[]
        //X.class  ==> X类型
        Class[] types={String.class};    // --> 方法签名
        //根据方法签名在cls查找方法信息 与参数共有与否无关
        Method method = cls.getDeclaredMethod(name, types);
        //找到该方法
        System.out.println(method);
        //执行私有方法
        //打开方法的执行权限!!违反封装
        method.setAccessible(true);
        Object obj = cls.newInstance();
        Object value = method.invoke(obj, "fun2..");
        System.out.println(value);
    }
}

运行:
input Class:
reflect.Test
private java.lang.String reflect.Test.fun2(java.lang.String)
fun2..

反射用途

1.eclipse中解析类的结构使用了反射

2.JUnit识别被测试的方法使用了反射

-JUnit3利用反射查找test开头的方法

-JUnit4利用反射解析@Test查找测试方法

3.Spring管理Bean对象,注入了Bean属性使用了反射

-利用反射创建Bean对象实例

-利用反射注入Bean属性

4.注解的解析使用了反射

-利用反射API支持注解

5.强行执行私有方法(访问私有属性)

案例一: 实现JUnit4中的筛选带有@Test标签的功能(以@Demo为例)

TestDemo.java:

//执行一个类中全部以@Demo标注的方法
public class TestDemo {

    @Demo
    public String fun1() {
        return "fun1()";
    }
    
    @Demo
    private String fun2() {
        return "fun2()";
    }
    
    public void fun3() {
        System.out.println("fun3()");
    }
}

Demo.java:

import java.lang.annotation.Retention;
import java.lang.annotation.RetentionPolicy;

@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)   
/*
 * @Retention 修饰注解的注解
 * RetentionPolicy.SOURCE:默认值(编译完了只在源代码中有)
 * RetentionPolicy.CLASS 保留到class中
 * RetentionPolicy.RUNTIME:保留到运行时(保留到方法区)
 * 反射在运行时动态加载类
 */
public @interface Demo {
}

Demo1.java:

import java.lang.reflect.Method;
import java.util.Scanner;

public class Demo1 {

    public static void main(String[] args) throws Exception {
        Scanner in = new Scanner(System.in);
        System.out.print("input Class name:");
        String className = in.nextLine();
        //动态加载类
        Class cls = Class.forName(className);
        //动态获取全部方法
        Method[] ary = cls.getDeclaredMethods();
        //动态检查方法的注解信息
        for (Method method : ary) {
            //检查一个方法的注解信息
            //method.getAnnotation(被检查的注解类型);
            Demo ann = method.getAnnotation(Demo.class);
            //返回注册类型,如果为空表示没有注解
            //不为空表示找到了被检查的注解Annotation
            if (ann != null) {
                System.out.println(method);
            }
        }
    }
}

Console:

input Class name:reflect.TestCase
public java.lang.String reflect.TestCase.fun1()
private java.lang.String reflect.TestCase.fun2()

案例二: 用反射实现Spring的原型

ApplicationContext(ClassPathXMLApplicationContext).java:

import java.io.InputStream;
import java.util.HashMap;
import java.util.List;
import java.util.Map;

import org.dom4j.Document;
import org.dom4j.DocumentException;
import org.dom4j.Element;
import org.dom4j.io.SAXReader;

public class ApplicationContext {

    //缓存Spring容器中的Bean对象
    private Map<String, Object> beans = new HashMap<>();
    /*
     * 利用配置文件初始化当前容器
     * 利用xml配置文件,初始化全部的Bean对象
     */
    public ApplicationContext(String xml) throws Exception {
        //利用DOM4j读取xml文件
        //解析XML文件内容,得到Bean的类名和Bean的id
        //根据类名动态加载类并且创建对象
        //将对象和对应的id添加到Map缓存中
        //从Resourse(classpath)中读取流
        InputStream in = getClass().getClassLoader().getResourceAsStream(xml);
        SAXReader reader = new SAXReader();   //相当于一个高级流,高级流需依附于低级流
        Document doc = reader.read(in);
        in.close();
        //解析xml:<beans><bean><bean>...<beans>
        Element root = doc.getRootElement();   //Element就是beans
        //读取根元素中全部的bean子元素.
        List<Element> list = root.elements("bean"); 
        for (Element e : list) {
            //e就是bean元素   属性: id, class
            String id = e.attributeValue("id");   //获取属性
            String className = e.attributeValue("class");
            //动态加载类,动态创建对象
            Class clazz = Class.forName(className);
            Object bean = clazz.newInstance();
            beans.put(id, bean);
        }
    }
    
    public Object getBean(String id) {
        //根据id在Map中查找对象,并返回对象
        return beans.get(id);
    }
    
    //泛型方法
    public <T> T getBean(String id, Class<T> cls) {
        return (T) beans.get(id);
    }
}

ApplicationContext.xml:

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<beans>
    <bean id="date" class="java.util.Date"></bean>
    <bean id="testCase" class="reflect.TestCase"></bean>
    <bean id="demo1" class="reflect.Demo1"></bean>
</beans>

Demo.java:

import java.util.Date;

public class Test {

    public static void main(String[] args) throws Exception {
        ApplicationContext ctx = new ApplicationContext("ApplicationContext.xml");
        Date date = (Date) ctx.getBean("date");
        System.out.println(date);
    }
}