java基础之反射

本文详细讲解如何通过Java反射获取Class类,包括.getDeclaredField和getDeclaredMethod等方法,以及实例化、调用构造函数和方法的实战应用。涵盖了公共与私有成员变量的获取,构造函数的使用,以及构造复杂实例的过程。

获取Class类

得到Class类有三种方法:

.class,在加载了某个类的情况下,直接拿它的属性即可,例如:Runtime.class。
obj.getClass()。如果存在某个类的实例obj,那么可以通过getClass()方法得到这个类对应的Class。
Class.forName,也是最常用的。知道了那个类的完整名字后(包括包名),作为参数即可:Class clazz = Class.forName("java.lang.Runtime");

获取成员变量Field

Class类有这些获取属性的方法:

//返回 字段对象,该对象反映此 类对象表示的类或接口的指定声明字段。
getDeclaredField(String name)
//返回 字段对象的数组, 字段对象反映由此 类对象表示的类或接口声明的所有字段。
getDeclaredFields()
//返回 字段对象,该对象反映此 类对象表示的类或接口的指定公共成员字段。
getField(String name)
//返回一个包含 字段对象的数组, 字段对象反映此 类对象所表示的类或接口的所有可访问公共字段。
getFields()

注意:上面两个可以获取的是所有的成员变量,下面的两个得到的只有public的成员变量。第一第三个可以传入一个名字(字符串)来得到指定的成员变量,而第二第四个只能得到一个数组,没法得到指定的。
还有一个需要注意的点,就是前两个虽然不受到public的限制,但是它不能得到父类的成员变量。后两个虽然只能得到public成员变量,但是可以得到父类的public成员变量。

举个例子

        Class clazz = Class.forName("com.a.Student");
        Field code = clazz.getDeclaredField("code");
        System.out.println(code.getName());
        
 		//我们可以用set方法去设置类
		 code.set(1,1);

获取方法Method

Class类有这些获取Method的方法:

//返回 方法对象,该对象反映此 类对象表示的类或接口的指定声明方法。
getDeclaredMethod(String name,<?>... parameterTypes);
//返回一个包含 方法对象的数组, 方法对象反映此 类对象表示的类或接口的所有已声明方法,包括public,protected,default(package)访问和私有方法,但不包括继承的方法。
getDeclaredMethods();
//返回 方法对象,该对象反映此 类对象表示的类或接口的指定公共成员方法。
getMethod(String name,<?>... parameterTypes);
//返回一个包含 方法对象的数组, 方法对象反映此 类对象所表示的类或接口的所有公共方法,包括由类或接口声明的那些以及从超类和超接口继承的那些。
getMethods();

 Class clazz = Class.forName("java.lang.Runtime");
 clazz.getMethod("exec", String.class).invoke(clazz.getMethod("getRuntime").invoke(clazz), "calc.exe");

获取构造函数

//返回一个 构造器对象,该对象反映此 类对象所表示的类或接口的指定构造函数。
getDeclaredConstructor(<?>... parameterTypes)
//返回 构造器对象的数组, 构造器对象反映由此 类对象表示的类声明的所有构造函数。
getDeclaredConstructors()
//返回一个 构造器对象,该对象反映此 类对象所表示的类的指定公共构造函数。
getConstructor(<?>... parameterTypes)
//返回一个包含 构造器对象的数组, 构造器对象反映了此 类对象所表示的类的所有公共构造函数。
getConstructors()

        Class clazz = Class.forName("com.javalearn.summer.Employee");
        Constructor cons = clazz.getDeclaredConstructor(String.class,double.class);

实例化类

直接用class.newInstance() 的作用就是调用这个类的无参构造函数

        Class clazz = Class.forName("com.javalearn.summer.Employee");
        Object o = clazz.newInstance();
        System.out.println(o);

但是这样实例化类,相当于调用类的无参构造器,当需要调用非无参构造器来实例化类的时候,就需要用到之前得到的Constructor了:

        Class clazz = Class.forName("com.javalearn.summer.Employee");
        Constructor cons = clazz.getDeclaredConstructor(String.class,double.class);
        Object f = cons.newInstance("feng", 123);

调用方法

正常执行方法是 [1].method([2], [3], [4]…) ,其实在反射里就是method.invoke([1], [2], [3], [4]…)

那么我们调用命令执行的方法步骤拆分开来就是

Class clazz = Class.forName("java.lang.Runtime");
Method execMethod = clazz.getMethod("exec", String.class); 
Method getRuntimeMethod = clazz.getMethod("getRuntime");
Object runtime = getRuntimeMethod.invoke(clazz); 
execMethod.invoke(runtime, "calc.exe");

或者我们也可以直接用 getDeclaredConstructor 来获取这个私有的构造方法来实例化对象,进而执行命令

//这里使用了一个方法 setAccessible ,这个是必须的。我们在获取到一个私有方法后,必须用
//setAccessible 修改它的作用域,否则仍然不能调用

Class clazz = Class.forName("java.lang.Runtime"); 
Constructor m = clazz.getDeclaredConstructor(); 
m.setAccessible(true); 
clazz.getMethod("exec", String.class).invoke(m.newInstance(), "calc.exe");
<think>嗯,用户之前问过关于`int`和`integer`的区别,现在转向Java基础中的反射。可能用户正在学习Java,之前的问题涉及基本数据类型和包装类,现在深入到了更高级的主题。我需要先确定用户对Java基础掌握程度,反射通常是面向对象之后的内容,所以用户可能已经有一定的Java基础。 用户的需求是了解Java反射基础知识,可能需要知道反射是什么、为什么用它、以及如何使用。深层需求可能包括实际应用场景或常见问题,比如性能影响或者安全性考虑。需要结构清晰,分点解释,帮助用户逐步理解。 首先,反射的定义,必须用简单明了的语言,避免术语过多。然后核心类,比如Class、Constructor、Method、Field,这些是反射的关键类,需要举例说明。应用场景部分,用户可能想知道反射的实际用途,比如框架开发或动态加载,要举常见的例子如Spring的IoC。 接下来要讲实现步骤,获取Class对象的三种方式,实例化对象的方法,访问字段和调用方法。每个步骤都需要代码示例,但用户可能对代码的细节不太清楚,所以需要解释每个步骤的作用。例如,`Class.forName`可能会抛出异常,需要提及异常处理,但可能不需要深入,保持基础知识的介绍。 优缺点部分需要平衡,用户可能想知道为什么有时候不推荐使用反射,所以性能和安全问题是重点。最后,实际案例,比如动态加载类,或者简单的框架应用,帮助用户将理论联系实际。 还要注意用户可能存在的误区,比如滥用反射导致代码难以维护,或者性能问题。需要提醒在必要时使用,并遵循最佳实践。此外,检查是否需要提到Java版本的变化对反射的影响,比如模块化系统带来的访问限制,但可能用户刚入门,暂时不需要深入。 最后总结,强调反射的灵活性和代价,帮助用户权衡使用场景。整体结构需要逻辑清晰,从定义到实现再到应用,逐步深入,确保用户能够跟随思路,逐步掌握反射基础知识。</think>好的!以下是关于 **Java反射(Reflection)** 的基础知识介绍,以逐步分析的方式展开: --- ### 一、反射的定义 **反射(Reflection)** 是Java提供的一种**运行时动态机制**,允许程序在**不预先知道类结构**的情况下,通过`Class`对象获取类的信息(如字段、方法、构造器等),并操作这些成员。简单来说:**通过反射,程序可以“观察”和修改自身的行为**。 --- ### 二、反射的核心类 Java反射通过以下核心类实现: 1. **`Class`**:表示类或接口的元数据。 2. **`Constructor`**:表示类的构造方法。 3. **`Method`**:表示类的方法。 4. **`Field`**:表示类的字段(属性)。 5. **`Modifier`**:解析成员的修饰符(如`public`、`private`)。 --- ### 三、反射的核心用途 1. **动态获取类信息** 例如:获取类名、父类、接口、注解等。 ```java Class<?> clazz = String.class; System.out.println("类名:" + clazz.getName()); // 输出:java.lang.String ``` 2. **动态创建对象** 即使没有显式定义构造方法,也可以通过反射实例化对象。 ```java Class<?> clazz = Class.forName("java.util.ArrayList"); Object list = clazz.newInstance(); // 创建ArrayList实例(已过时,推荐用构造器) ``` 3. **动态调用方法/访问字段** 可以绕过访问权限(如调用私有方法)。 ```java Method method = clazz.getDeclaredMethod("privateMethod"); method.setAccessible(true); // 突破private限制 method.invoke(obj); ``` 4. **实现通用框架** 如Spring的依赖注入(IoC)、MyBatis的ORM映射等。 --- ### 四、反射的实现步骤(以调用方法为例) 1. **获取`Class`对象** 三种方式: ```java Class<?> clazz1 = Class.forName("全限定类名"); // 通过类路径加载 Class<?> clazz2 = Object.class; // 通过类字面量 Class<?> clazz3 = obj.getClass(); // 通过对象实例 ``` 2. **获取方法或字段** ```java Method method = clazz.getDeclaredMethod("方法名", 参数类型.class); // 包括私有方法 Field field = clazz.getDeclaredField("字段名"); // 包括私有字段 ``` 3. **设置访问权限(可选)** ```java method.setAccessible(true); // 突破private限制 ``` 4. **执行操作** ```java Object result = method.invoke(对象实例, 参数值); // 调用方法 field.set(对象实例, 值); // 修改字段值 ``` --- ### 五、反射的优缺点 | **优点** | **缺点** | |------------------------------|-----------------------------------| | 动态性高(如插件化开发) | 性能较差(比直接调用慢约10-100倍)| | 可访问私有成员(灵活性强) | 代码可读性降低 | | 通用性高(框架开发必备) | 绕过类型安全检查,可能引发异常 | --- ### 六、实际应用案例 1. **动态加载类**(如插件机制): ```java Class<?> pluginClass = Class.forName("com.example.Plugin"); Object plugin = pluginClass.newInstance(); Method runMethod = pluginClass.getMethod("run"); runMethod.invoke(plugin); ``` 2. **Spring框架的依赖注入**: ```java // 通过反射创建Bean并注入属性 Class<?> beanClass = Class.forName("com.example.UserService"); Object bean = beanClass.newInstance(); Field daoField = beanClass.getDeclaredField("userDao"); daoField.setAccessible(true); daoField.set(bean, new UserDaoImpl()); // 注入依赖 ``` --- ### 七、注意事项 1. **性能优化**:避免在频繁调用的代码中使用反射。 2. **安全限制**:Java 9+的模块系统可能限制反射访问(需在`module-info.java`中声明`opens`)。 3. **代码健壮性**:反射调用需处理大量异常(如`ClassNotFoundException`、`NoSuchMethodException`)。 --- ### 总结 反射Java中强大的动态编程工具,**核心价值是灵活性**,但需谨慎使用。掌握反射后,可以深入理解框架设计原理(如Spring、Hibernate),但日常开发中应优先考虑直接调用。
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