Java基础学习(1)-反射_clazz = class.forname-优快云博客

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本文介绍了Java反射机制，包括反射是什么、反射的作用、如何实现反射、涉及的API以及反射的使用。反射允许在运行时获取类信息、构造对象、访问字段和方法，通过Class对象来实现。内容涵盖Class对象、Method类、Field类和Constructor类的使用，以及数组的反射操作。

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反射的基石–>Class类

一：反射是什么

JAVA反射机制是在运行状态中，对于任意一个类，都能够获取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；这种动态获取类信息以及动态调用对象内容就称为java语言的反射机制。

二：反射的作用

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成员变量和方法；
在运行时调用任意一个对象的方法；

三：反射的实现

我们知道，要使用一个类，就要先把它加载到虚拟机中，生成一个Class对象。这个class对象就保存了这个类的一切信息。

反射机制的实现，就是获取这个Class对象，通过Class对象去访问类、对象的元数据以及运行时的数据。

有三种方法获得类的Class对象：Class.forName(String className)、className.class、实例对象.getClass()；

四：反射涉及的API

反射首先获取Class对象；然后获取Method类和Field类；最后通过Method和Field类进行具体的方法调用或属性访问。

　 1：在运行时获取对象所属类的类名等信息

对象名.getClass().getName();

2:通过反射机制创建class对象（三种方法）

        class1 = Class.forName(className);
        class2 = 对象名.getClass();
        class3 = 对象名.class;

 3：在运行时，通过创建class对象，获取自己的父类信息

 Class<?> clazz = Class.forName(当前类);
 Class<?> parentClass = clazz.getSuperclass();
parentClass.getName()；//获得父类名

  4：通过反射机制创建一个类的对象

1：反射创建class对象（见上面）
2：Classname 对象=classname.newInstance(参数);

5：获取类的全部方法，存于一个数组中

//创建class对象
   Class<?> clazz = Class.forName(ClassName);
// 返回声明的所有方法，包括公共、保护、默认（包）访问和私有方法，但不包括继承的方法。 
   Method[] getDeclaredMethods()；
   //返回可被访问的公共方法      
   Method method[] = clazz.getMethods();

6：获取类的全部字段，存于一个数组中

Class<?> clazz = Class.forName(classname);
       // 取得本类已声明的所有字段，包括私有的、保护的
        Field[] field = clazz.getDeclaredFields();
      // 取得本类中可访问的所有公共字段
        Field[] filed1 = clazz.getFields();

7：操作类/对象的某个属性（包括私有）

Class<?> clazz = Class.forName(classname);

//返回一个 Field 对象，该对象反映此 Class 对象所表示的类或接口的指定已声明字段。 包括公共、私有、保护的字段。
　　Field field = clazz.getDeclaredField(字段名);

//禁用Java权限修饰符的作用，无视方法权限限制进行访问
 field.setAccessible(true);

// void set(Object obj, Object value) 将指定对象变量上此 Field 对象表示的字段设置为指定的新值。           
　　field.set(该类的一个对象, 字段值);

8：调用类/对象的某个方法（包括私有）

Class<?> clazz = Class.forName(classname);

// Method getMethod(String name, Class<?>... parameterTypes) 
//返回一个 Method 对象，它反映此 Class 对象所表示的类或接口的指定公共成员方法。
//获取一个公有函数
　　Method method = clazz.getMethod(方法名，参数类型);
//调用具体某个实例对象的这个公有方法
　　method.invoke(实例对象，参数值);

// Method getDeclaredMethod(String name, Class<?>... parameterTypes) 
//返回一个 Method 对象，该对象反映此 Class 对象所表示的类或接口的指定已声明方法。 包括私有、保护、公有方法

//获取一个私有函数
Method private_method=class.getDeclaredMethod(函数名，参数类型）;

//禁用Java权限限定符的作用，使私有函数可访问
 private_method.setAccessible(true);

//调用具体实例对象的这个方法
 private_method.invoke(实例对象,参数）;

五：附录

Class对象的方法列表

<U> Class<? extends U>

asSubclass(Class<U> clazz)
强制转换该 Class 对象，以表示指定的 class 对象所表示的类的一个子类。

T cast(Object obj)
将一个对象强制转换成此 Class 对象所表示的类或接口。

boolean desiredAssertionStatus()
如果要在调用此方法时将要初始化该类，则返回将分配给该类的断言状态。

static Class<?> forName(String className)
返回与带有给定字符串名的类或接口相关联的 Class 对象。

static Class<?> forName(String name, boolean initialize, ClassLoader loader)
使用给定的类加载器，返回与带有给定字符串名的类或接口相关联的 Class 对象。

<A extends Annotation>
 A

getAnnotation(Class<A> annotationClass)
如果存在该元素的指定类型的注释，则返回这些注释，否则返回 null。

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

String getCanonicalName()
返回 Java Language Specification 中所定义的底层类的规范化名称。

Class<?>[] getClasses()
返回一个包含某些 Class 对象的数组，这些对象表示属于此 Class 对象所表示的类的成员的所有公共类和接口。

ClassLoader getClassLoader()
返回该类的类加载器。

Class<?> getComponentType()
返回表示数组组件类型的 Class。

Constructor<T> getConstructor(Class<?>... parameterTypes)
返回一个 Constructor 对象，它反映此 Class 对象所表示的类的指定公共构造方法。

Constructor<?>[] getConstructors()
返回一个包含某些 Constructor 对象的数组，这些对象反映此 Class 对象所表示的类的所有公共构造方法。

Annotation[] getDeclaredAnnotations()
返回直接存在于此元素上的所有注释。

Class<?>[] getDeclaredClasses()
返回 Class 对象的一个数组，这些对象反映声明为此 Class 对象所表示的类的成员的所有类和接口。

Constructor<T> getDeclaredConstructor(Class<?>... parameterTypes)
返回一个 Constructor 对象，该对象反映此 Class 对象所表示的类或接口的指定构造方法。

Constructor<?>[] getDeclaredConstructors()
返回 Constructor 对象的一个数组，这些对象反映此 Class 对象表示的类声明的所有构造方法。

Field getDeclaredField(String name)
返回一个 Field 对象，该对象反映此 Class 对象所表示的类或接口的指定已声明字段。

Field[] getDeclaredFields()
返回 Field 对象的一个数组，这些对象反映此 Class 对象所表示的类或接口所声明的所有字段。

Method getDeclaredMethod(String name, Class<?>... parameterTypes)
返回一个 Method 对象，该对象反映此 Class 对象所表示的类或接口的指定已声明方法。

Method[] getDeclaredMethods()
返回 Method 对象的一个数组，这些对象反映此 Class 对象表示的类或接口声明的所有方法，包括公共、保护、默认（包）访问和私有方法，但不包括继承的方法。

Class<?> getDeclaringClass()
如果此 Class 对象所表示的类或接口是另一个类的成员，则返回的 Class 对象表示该对象的声明类。

Class<?> getEnclosingClass()
返回底层类的立即封闭类。

Constructor<?> getEnclosingConstructor()
如果该 Class 对象表示构造方法中的一个本地或匿名类，则返回 Constructor 对象，它表示底层类的立即封闭构造方法。

Method getEnclosingMethod()
如果此 Class 对象表示某一方法中的一个本地或匿名类，则返回 Method 对象，它表示底层类的立即封闭方法。

T[] getEnumConstants()
如果此 Class 对象不表示枚举类型，则返回枚举类的元素或 null。

Field getField(String name)
返回一个 Field 对象，它反映此 Class 对象所表示的类或接口的指定公共成员字段。

Field[] getFields()
返回一个包含某些 Field 对象的数组，这些对象反映此 Class 对象所表示的类或接口的所有可访问公共字段。

Type[] getGenericInterfaces()
返回表示某些接口的 Type，这些接口由此对象所表示的类或接口直接实现。

Type getGenericSuperclass()
返回表示此 Class 所表示的实体（类、接口、基本类型或 void）的直接超类的 Type。

Class<?>[] getInterfaces()
确定此对象所表示的类或接口实现的接口。

Method getMethod(String name, Class<?>... parameterTypes)
返回一个 Method 对象，它反映此 Class 对象所表示的类或接口的指定公共成员方法。

Method[] getMethods()
返回一个包含某些 Method 对象的数组，这些对象反映此 Class 对象所表示的类或接口（包括那些由该类或接口声明的以及从超类和超接口继承的那些的类或接口）的公共 member 方法。

int getModifiers()
返回此类或接口以整数编码的 Java 语言修饰符。

String getName()
以 String 的形式返回此 Class 对象所表示的实体（类、接口、数组类、基本类型或 void）名称。

Package getPackage()
获取此类的包。

ProtectionDomain getProtectionDomain()
返回该类的 ProtectionDomain。

URL getResource(String name)
查找带有给定名称的资源。

InputStream getResourceAsStream(String name)
查找具有给定名称的资源。

Object[] getSigners()
获取此类的标记。

String getSimpleName()
返回源代码中给出的底层类的简称。

Class<? super T> getSuperclass()
返回表示此 Class 所表示的实体（类、接口、基本类型或 void）的超类的 Class。

TypeVariable<Class<T>>[] getTypeParameters()
按声明顺序返回 TypeVariable 对象的一个数组，这些对象表示用此 GenericDeclaration 对象所表示的常规声明来声明的类型变量。

boolean isAnnotation()
如果此 Class 对象表示一个注释类型则返回 true。

boolean isAnnotationPresent(Class<? extends Annotation> annotationClass)
如果指定类型的注释存在于此元素上，则返回 true，否则返回 false。

boolean isAnonymousClass()
当且仅当底层类是匿名类时返回 true。

boolean isArray()
判定此 Class 对象是否表示一个数组类。

boolean isAssignableFrom(Class<?> cls)
判定此 Class 对象所表示的类或接口与指定的 Class 参数所表示的类或接口是否相同，或是否是其超类或超接口。

boolean isEnum()
当且仅当该类声明为源代码中的枚举时返回 true。

boolean isInstance(Object obj)
判定指定的 Object 是否与此 Class 所表示的对象赋值兼容。

boolean isInterface()
判定指定的 Class 对象是否表示一个接口类型。

boolean isLocalClass()
当且仅当底层类是本地类时返回 true。

boolean isMemberClass()
当且仅当底层类是成员类时返回 true。

boolean isPrimitive()
判定指定的 Class 对象是否表示一个基本类型。

boolean isSynthetic()
如果此类是复合类，则返回 true，否则 false。

T newInstance()
创建此 Class 对象所表示的类的一个新实例。

String toString()
将对象转换为字符串。

Field对象方法列表

boolean equals(Object obj)
将此 Field 与指定对象比较。

Object get(Object obj)
返回指定对象上此 Field 表示的字段的值。

<T extends Annotation>
 T

getAnnotation(Class<T> annotationClass)
如果存在该元素的指定类型的注释，则返回这些注释，否则返回 null。

boolean getBoolean(Object obj)
获取一个静态或实例 boolean 字段的值。

byte getByte(Object obj)
获取一个静态或实例 byte 字段的值。

char getChar(Object obj)
获取 char 类型或另一个通过扩展转换可以转换为 char 类型的基本类型的静态或实例字段的值。

Annotation[] getDeclaredAnnotations()
返回直接存在于此元素上的所有注释。

Class<?> getDeclaringClass()
返回表示类或接口的 Class 对象，该类或接口声明由此 Field 对象表示的字段。

double getDouble(Object obj)
获取 double 类型或另一个通过扩展转换可以转换为 double 类型的基本类型的静态或实例字段的值。

float getFloat(Object obj)
获取 float 类型或另一个通过扩展转换可以转换为 float 类型的基本类型的静态或实例字段的值。

Type getGenericType()
返回一个 Type 对象，它表示此 Field 对象所表示字段的声明类型。

int getInt(Object obj)
获取 int 类型或另一个通过扩展转换可以转换为 int 类型的基本类型的静态或实例字段的值。

long getLong(Object obj)
获取 long 类型或另一个通过扩展转换可以转换为 long 类型的基本类型的静态或实例字段的值。

int getModifiers()
以整数形式返回由此 Field 对象表示的字段的 Java 语言修饰符。

String getName()
返回此 Field 对象表示的字段的名称。

short getShort(Object obj)
获取 short 类型或另一个通过扩展转换可以转换为 short 类型的基本类型的静态或实例字段的值。

Class<?> getType()
返回一个 Class 对象，它标识了此 Field 对象所表示字段的声明类型。

int hashCode()
返回该 Field 的哈希码。

boolean isEnumConstant()
如果此字段表示枚举类型的元素，则返回 true；否则返回 false。

boolean isSynthetic()
如果此字段是复合字段，则返回 true；否则返回 false。

void set(Object obj, Object value)
将指定对象变量上此 Field 对象表示的字段设置为指定的新值。

void setBoolean(Object obj, boolean z)
将字段的值设置为指定对象上的一个 boolean 值。

void setByte(Object obj, byte b)
将字段的值设置为指定对象上的一个 byte 值。

void setChar(Object obj, char c)
将字段的值设置为指定对象上的一个 char 值。

void setDouble(Object obj, double d)
将字段的值设置为指定对象上的一个 double 值。

void setFloat(Object obj, float f)
将字段的值设置为指定对象上的一个 float 值。

void setInt(Object obj, int i)
将字段的值设置为指定对象上的一个 int 值。

void setLong(Object obj, long l)
将字段的值设置为指定对象上的一个 long 值。

void setShort(Object obj, short s)
将字段的值设置为指定对象上的一个 short 值。

String toGenericString()
返回一个描述此 Field（包括其一般类型）的字符串。

String toString()
返回一个描述此 Field 的字符串。

Method对象方法列表

boolean equals(Object obj)
将此 Method 与指定对象进行比较。

<T extends Annotation>
 T

getAnnotation(Class<T> annotationClass)
如果存在该元素的指定类型的注释，则返回这些注释，否则返回 null。

Annotation[] getDeclaredAnnotations()
返回直接存在于此元素上的所有注释。

Class<?> getDeclaringClass()
返回表示声明由此 Method 对象表示的方法的类或接口的 Class 对象。

Object getDefaultValue()
返回由此 Method 实例表示的注释成员的默认值。

Class<?>[] getExceptionTypes()
返回 Class 对象的数组，这些对象描述了声明将此 Method 对象表示的底层方法抛出的异常类型。

Type[] getGenericExceptionTypes()
返回 Type 对象数组，这些对象描述了声明由此 Method 对象抛出的异常。

Type[] getGenericParameterTypes()
按照声明顺序返回 Type 对象的数组，这些对象描述了此 Method 对象所表示的方法的形参类型的。

Type getGenericReturnType()
返回表示由此 Method 对象所表示方法的正式返回类型的 Type 对象。

int getModifiers()
以整数形式返回此 Method 对象所表示方法的 Java 语言修饰符。

String getName()
以 String 形式返回此 Method 对象表示的方法名称。

Annotation[][] getParameterAnnotations()
返回表示按照声明顺序对此 Method 对象所表示方法的形参进行注释的那个数组的数组。

Class<?>[] getParameterTypes()
按照声明顺序返回 Class 对象的数组，这些对象描述了此 Method 对象所表示的方法的形参类型。

Class<?> getReturnType()
返回一个 Class 对象，该对象描述了此 Method 对象所表示的方法的正式返回类型。

TypeVariable<Method>[] getTypeParameters()
返回 TypeVariable 对象的数组，这些对象描述了由 GenericDeclaration 对象表示的一般声明按声明顺序来声明的类型变量。

int hashCode()
返回此 Method 的哈希码。

Object invoke(Object obj, Object... args)
对带有指定参数的指定对象调用由此 Method 对象表示的底层方法。

boolean isBridge()
如果此方法是 bridge 方法，则返回 true；否则，返回 false。

boolean isSynthetic()
如果此方法为复合方法，则返回 true；否则，返回 false。

boolean isVarArgs()
如果将此方法声明为带有可变数量的参数，则返回 true；否则，返回 false。

String toGenericString()
返回描述此 Method 的字符串，包括类型参数。

String toString()
返回描述此 Method 的字符串。

六：反射的使用

Java程序中的各个类属于同一事物，描述这类事务的Java类名就是Class。 Class类描述了哪些信息？

类的名字
类的访问属性
类所属于的包名
字段名称的列表
方法名称的列表
…

如何得到各个字节码对应的实例对象(Class类型)?

1、 类名.class

Class cls1 = Date.class;//获取字节码

2、 对象.getClass()

new Date().getClass();//获取字节码

3、用静态方法Class.forName("类名")去得到字符串对应的类的字节码

Class.forName("java.util.Date")//forName是Class类的静态方法，写类名时一定要写出包名

若该类的字节码已经加载到内存中，直接返回
若jvm里还没有该类的字节码，则用类加载器去加载，加载以后把字节码缓存起来，方法返回该字节码

作反射的时候主要用第三种方法,因为编写框架的时候不知道用户定义的类的名字，在运行的时候传递一个字符串，字符串中包括一个类名，在程序运行时临时传进来

String str1 = "abc";
Class cls1 = str1.getClass();
Class cls2 = String.class;
Class cls3 = Class.forName("java.lang.String");//一定要写出包名

三种方法获取的字节码相同

注意1：字节码的比较都使用 == 而不是 equals

注意2：一个Class对象实际上表示的是一个类型，而这个类型未必一定是一种类，也有可能是Java基础类型。例如int不是类，但int.class是一个Class类型的对象。

反射

Constructor类: 构造方法的反射

Constructor类代表某个类中的一个构造方法
用反射的方法创建一个对象

class -> constructor -> new object

Constructor constructor = String.class.getConstructor(StringBuffer.class);//得到构造方法的时候要注意参数类型StringBuffer
String str = (String)constructor.newInstance(new StringBuffer("Hello world!")//查阅Java API，该方法返回值为Object类型，需要强制转换为String

Field类: 成员变量的反射

Field类代表某个类中的一个成员变量

Crow’s Github给出了一个通过Field类修改类的实例域的Demo 截取其中部分代码如下:

public static void refFieldChange(FieldReflect fr, String fieldName) throws Exception{
//使用Field类改变类的实例域,如果是int型,全部设为3,如果是String类型,将String中的"b"改为"c"
	Field field = fr.getClass().getDeclaredField(fieldName);
        field.setAccessible(true);//暴力反射
        if(field.getType() == int.class){
            field.set(fr, 3);
        }
        else if(field.getType() == String.class) {
            String string = (String) field.get(fr);
            string.replace("b", "c");
            field.set(fr, string);
        }
        else {
            throw new IOException();
        }
}

应注意: fr.getField()只能得到可见字段，若遇到private等不可见字段，应使用getDeclaredField()方法

Filed fieldY = pt1.class.getDeclaredField(fieldName);

field.get(fr)也只能得到可见字段，private不可获取，此时可采用暴力反射方法，先执行

field.setAccessible(true);//暴力反射

再使用field.get(fr)

Method类: 成员方法的反射

//str1.charAt
Method methodCharAt = String.class.getMethod("charAt", int.class);
System.out.println(methodCharAt.invoke(str1,1));

先用Method获得某个类的某个方法，再用得到的这个方法去作用于某个对象

方法methodCharAt.invoke(null, 1)就是静态方法，因为静态方法调用的时候不需要对象

对接收数组参数的成员方法进行反射

例如:根据用户提供的类名，去执行该类中的main方法，其中main方法接收的参数为数组。

class TestArguments{
	public static void main(String[] args){
		for(String arg : args){
			System.out.println(arg);
		}
	}
}

一般的调用方法是

TestArguments.main(new String[]{"Hello","world","!"});

使用反射方法(用Method类)是

Method mainMethod = Class.forname("startingClassName").getMethod("main", String[].class);
mainMethod.invoke(null, new Object[]{new String[]{"Hello", "world", "!"}});

注意:main方法要接受一个类型为String[]的参数。为了兼容不具备可变参数的老版本代码，给main函数输入一个参数（一个三元数组），会自动拆分为三个参数，会出现wrong number of arguments错误，因此要用Object[]包装起来，只拆分为一个参数，即一个三元数组。

数组的反射

数组与Object的关系及其反射类型

具有相同的数据类型和维度的数组的反射是相同的

int [] a1 = new int[]{1,2,3};
int [] a2 = new int[4];
int[][] a3 = new int[2][3];
String [] a4 = new String[]{"a","b","c"}; 
		            
Object aObj1 = a1;   //正确，因为Int数组是Object
Object aObj2 = a4;
//Object[] aObj3 = a1; 错误，因为基本类型Int不是Object
Object[] aObj4 = a3;  //正确，因为Int数组是Object
Object[] aObj5 = a4;

通过反射可以得到数组中每一个元素的类型:

Object[] clsArray = new Object[]("a", 1);
clsArray[0].getClass().getName();

（但我暂时不知道Java如何得到数组的类型，还望知道的读者不吝赐教）

数组反射应用实例: 打印数组里的所有元素

private static void printObject(Object obj) {//打印数组里的所有元素
Class clazz = obj.getClass();
	if(clazz.isArray()){
		int len = Array.getLength(obj);
		for(int i=0;i<len;i++){
			System.out.println(Array.get(obj, i));
		}
	}
	else{
		System.out.println(obj);
	}	
}