java反射机制详解

最近在研究CVE-2014-7911漏洞相关内容，看到乌云分析此漏洞的一篇blog提及到利用java反射机制。说实话，在此之前我对此一无所知。java对我来说现在才是入门阶段。

在最近一段时间的学习过程中，我深刻的体会到，对于目前我们大多数在校生来说，只要下功夫，没有攻克不了的技术难题，新知识意味着收获！

之所以将本文标记为转载，因为很多内容粘贴自别人的文章。好了，废话不多说，进入正文。

　

反射，reflection，听其名就像照镜子一样，可以看见自己也可以看见别人的每一部分。在java语言中这是一个很重要的特性。下面是来自sun公司官网关于反射的介绍：

Reflection is a feature in the Java programming language. It allows an executing Java program to examine or "introspect" upon itself, and manipulate internal properties of the program. For example, it's possible for a Java class to obtain the names of all its members and display them.

The ability to examine and manipulate a Java class from within itself may not sound like very much, but in other programming languages this feature simply doesn't exist. For example, there is no way in a Pascal, C, or C++ program to obtain information about the functions defined within that program.

One tangible use of reflection is in JavaBeans, where software components can be manipulated visually via a builder tool. The tool uses reflection to obtain the properties of Java components (classes) as they are dynamically loaded.

反射是java语言的一个特性，它允程序在运行时（注意不是编译的时候）来进行自我检查并且对内部的成员进行操作。例如它允许一个java的类获取他所有的成员变量和方法并且显示出来。这个特性我们不常看到，在其他的比如C或者C++语言中很不就存在这个特性。一个常见的例子是在JavaBean中，一些组件可以通过一个构造器来操作。这个构造器就是用的反射在动态加载的时候来获取的java中类的属性的。

1.反射的前传：类类型 Class Class

java中有一个类很特殊，就是Class类，很多朋友在写程序的时候有用过比如Apple.class来查看类型信息，大家就可以把它理解为封装了类的信息，很多解释说Class类没有构造器，其实是有的，只不过它的构造方法是private的（构造函数还有private的？？有，这样是为了禁止开发者去自己创建Class类的实例）。我们可以看一下JDK中源码：


注释很明确的告诉了我们，这个类是有JVM来创建的，所以我们就不用麻烦了。如果我们拿到一个类的类型信息，就可以利用反射获取其各种成员以及方法了。（注：Class
从JDK1.5版本后就开始更多为泛型服务了）那么我们怎么拿到一个类型的信息呢？假设我们有一个Role类：

1 package yui;
2
3 /**
4  * A base class having some attributes and methods
5  * @author andy
6  * @since 2016 2 24
7  *
8  * */
10 public class Role {
11
12     private String name;
13     private String type;
14
15     // Constructors
16     public Role(){
17         System.out.println("Constructor Role() is invoking");
18     }
19     //私有构造器
20     private Role(String name){
21         this.name = name;
22         System.out.println("Constructor Role(String name) is invoking.");
23     }
24
25     //get and set method
26
27     public String getName() {
28         return name;
29     }
30     public void setName(String name) {
31         this.name = name;
32     }
33     public String getType() {
34         return type;
35     }
36     public void setType(String type) {
37         this.type = type;
38     }
39
40     //override the toString method to show the class
41     @Override
42     public String toString(){
43         return "This is a role called "+this.name;
44     }
45
46 }

在没有对象实例的时候，主要有两种办法。

//获得类类型的两种方式
Class cls1 = Role.class;
Class cls2 = Class.forName("yui.Role");

　　注意第二种方式中，forName中的参数一定是完整的类名（包名+类名），并且这个方法需要捕获异常。现在得到cls1就可以创建一个Role类的实例了，利用Class的newInstance方法相当于调用类的默认的构造器

Object o = cls1.newInstance(); //创建一个实例
//Object o1 = new Role();   //与上面的方法等价

　　这样就创建了一个对象，缺点是我们只能利用默认构造函数，因为Class的newInstance是不接受参数的，后面会讲到可接受参数的newInstance，第二，如果类的构造函数是private的，比如Class，我们仍旧不能实例化其对象。
2.获取类的构造器

首先介绍一下Constructor类，这个类用来封装反射得到的构造器，Class有四个方法来获得Constructor对象

public Constructor<?>[]
getConstructors() 返回类中所有的public构造器集合，默认构造器的下标为0
public Constructor<T>
getConstructor(Class<?>... parameterTypes) 返回指定public构造器，参数为构造器参数类型集合
public Constructor<?>[]
getDeclaredConstructors() 返回类中所有的构造器，包括私有
public Constructor<T>
getDeclaredConstructor(Class<?>... parameterTypes) 返回任意指定的构造器

从名字来看，还是很好懂的，带上Declared的都是获得所有的构造方法，包括私有，哈，这下我们就可以调用原本不允许调用的私有构造器了，看代码

1         /**
2          * 获取构造方法Constructor
3          * getConstructor()  only for public
4          * getDeclaredConstructor()  global access all
5          *
6          * */
7
8         //指定参数列表获取特定的方法
9         Constructor con = cls1.getDeclaredConstructor(new Class[]{String.class});
10         con.setAccessible(true); //设置可访问的权限
11         Object obj = con.newInstance(new Object[]{"liyang"});
12         System.out.println(obj);  //打印一下这个对象的信息
13
14 //获取所有的构造方法集合
15         Constructor con1[] = cls1.getDeclaredConstructors();
16         con1[1].setAccessible(true);
17         Object obj1 = con1[1].newInstance(new Object[]{"tom"});
18         System.out.println(obj1);

第一个是获得一个指定的方法，我们指定了参数是一个String类型，第二段我们获得了所有的构造方法集合，并选取了其中一个创建了新的对象。注意这里Constructor的newInstance方法就可以设置参数了，与文章前面的同样的方法形成了对比。

注意，以上的四个方法全部需要抛出异常，当我们获得私有的方法的时候，要用setAccessible设置一下可访问的权限，例子中没有演示获取共有方法，那个比较简单，就不做介绍了，其实掌握了上面两个，其他就好理解了。

3.获取类的成员变量

了解了构造器，其实你可以猜到成员变量的获取方法了，成员变量用Field类进行封装。

主要的方法非常的类似：

public Field getDeclaredField(String name)
获取任意指定名字的成员
public Field[]
getDeclaredFields() 获取所有的成员变量
public Field getField(String name)
获取任意public成员变量
public Field[]
getFields() 获取所有的public成员变量

　 可以看出这些方法都是异曲同工的，好了直接看一下例子吧

1         /**
2          * 获取成员变量Field
3          * getField()
4          * getDeclaredField()
5          * */
6         Field mem = cls1.getDeclaredField("name");
7         mem.setAccessible(true);
8         System.out.println("we get form field :"+mem.get(obj));

　 这是在访问私有变量，什么私有变量也可以访问？？是的。。。。

4.获取类的方法

我觉得你已经可以帮我写这一段了，封装类的方法的类是Method.获取method也有四个方法，猜到了没？？

public Method[]
getMethods() 获取所有的共有方法的集合
public Method getMethod(String name,Class<?>...
parameterTypes) 获取指定公有方法 参数1：方法名 参数2：参数类型集合
public Method[]
getDeclaredMethods() 获取所有的方法
public Method getDeclaredMethod(String name,Class<?>...
parameterTypes) 获取任意指定方法

看下面的例子吧

1         /**
2          * 调用类的方法 Method
3          * getMethod()
4          * getDeclaredMethod()
5          *
6          * */
7         Method f = cls1.getMethod("getName", null);
8         Object name = f.invoke(obj, null);//反射调用方法，方法里面有供两个参数，一个是调用这个方法的实例，另一个是方法的参数
9         System.out.println("we invoke method : "+ name);

这个很简单吧，无参的时候我们只要传null就行了。

总结：

以上就是反射机制的简单的使用，显然学过spring的朋友一定明白了，为什么可以通过配置文件就可以让我们获得指定的方法和变量，在我们创建对象的时候都是通过传进string实现的，就好像你需要什么，我们去为你生产，还有我们一直在用Object,这就说明java语言的动态特性，依赖性大大的降低了。

最后需要说明的是，这些方法都可以在jdk中去找到。