深入理解Java之反射

1.概述Java反射是可以让我们在运行时获取类的方法、属性、父类、接口等类的内部信息的机制。也就是说，反射本质上是一个“反着来”的过程。我们通过new创建一个类的实例时，实际上是由Java虚拟机根据这个类的Class对象在运行时构建出来的，而反射是通过一个类的Class对象来获取它的定义信息，从而我们可以访问到它的属性、方法，知道这个类的父类、实现了哪些接口等信息。2.Class类我们知道使用javac能够将.java文件编译为.class文件，这个.class文件包含了我们对类的原始定义信息（父类、接口、构造器、属性、方法等）。.class文件在运行时会被ClassLoader加载到Java虚拟机（JVM）中，当一个.class文件被加载后，JVM会为之生成一个Class对象，我们在程序中通过new实例化的对象实际上是在运行时根据相应的Class对象构造出来的。确切的说，这个Class对象实际上是java.lang.Class<T>泛型类的一个实例，比如Class<MyClass>对象即为一个封装了MyClass类的定义信息的Class<T>实例。由于java.lang.Class<T>类不存在公有构造器，因此我们不能直接实例化这个类，我们可以通过以下方法获取一个Class对象。在下面的讲解中，我们将以People类和Student类为例：

1publicclassPeople{
2privateStringname;
3privateintage;
4
5publicPeople(Stringname,intage){
6this.name=name;
7this.age=age;
8}
9
10publicintgetAge(){
11returnage;
12}
13
14publicStringgetName(){
15returnname;
16}
17
18publicvoidsetAge(intage){
19this.age=age;
20}
21
22publicvoidsetName(Stringname){
23this.name=name;
24}
25
26publicvoidspeak(){
27System.out.println(getName()+""+getAge());
28}
29}

publicclassStudentextendsPeople{
privateintgrade;

publicStudent(Stringname,intage){
super(name,age);
}

publicStudent(Stringname,intage,intgrade){
super(name,age);
this.grade=grade;
}

publicintgetGrade(){
returngrade;
}

publicvoidsetGrade(intgrade){
this.grade=grade;
}

privatevoidlearn(Stringcourse){
System.out.println(name+"learn"+course);
}
}

（1）通过类名获取Class对象：若在编译期知道一个类的名字，我们可以这样获取它的Class对象：

Class<People>peopleClass=People.class;

还有一种根据类的完整路径名获取Class对象的方法如下所示：

Class<People>peopleClass=Class.forName("com.test.People");//假设People类在com.test包中

注意，Class.forName()方法的参数必须是一个类的全路径名。实际上，只要我们“importcom.test.People"，就可以直接通过”People.class"获取他的Class对象，而不用写出全路径这么麻烦。（若在调用Class.forName()方法时，没有在classpath找到对应的类，会抛出ClassNotFoundException。）（2）通过对象本身获取其Class对象：

Peoplepeople=newPeople("Bill"，18);
Class<People>peopleClass=people.getClass();

3.通过反射获取类的构造器

一旦我们获得了People的Class对象，我们便可以通过这个Class对象获取到People类的原始定义信息。首先，我们来获取People类的构造器对象，有了这个构造器对象，我们便能够构造出一个People对象出来。比如，我们可以在Student.java中添加以下代码：

publicstaticvoidmain(String[]args){
Class<People>pClass=People.class;
System.out.println(pClass);
try{
Constructor<People>constructor=pClass.getConstructor(String.class,int.class);
Peoplepeople=constructor.newInstance("Bill",18);
obj.speak();
}catch(Exceptione){
e.printStackTrace();
}
}

在第4行，我们调用getConstructor方法来获取一个People类的构造器对象，由于我们想要获取的构造器的形参类型为String和int，所以我们传入String.class和int.class。有了构造器对象，我们便可以调用newInstance方法来创建一个people对象，如上面代码的第6行所示。注意，当通过反射获取到类的Constructor、Method、Field对象后，在调用这些对象的方法之前，先将此对象的accessible标志设置为true，以取消Java语言访问检查，可以提升反射速度。如以下代码所示：

Constructor<People>constructor=peopleClass.getConstructor(String.class，int.class);
//设置constructor的Accessible属性为ture以取消Java的访问检查
constructor.setAccessible(true);

4.通过反射获取类中定义的方法

（1）获取当前类中定义的方法（不包括从父类继承来的）

要获取当前类中定义的所有方法可以通过Class中的getDeclaredMethods函数，它会获取到当前类中定义的所有方法（包括private、public、static等各种方法），它会返回一个Method对象数组，其中的每个Method对象即表示了一个类中定义的方法。要想获得指定的方法，可以调用getDeclaredMethod(Stringname,Class...<T>parameterTypes)。如以下代码所示:

privatestaticvoidshowDeclaredMethods(){
Studentstudent=newStudent("Bill",18);
Method[]methods=student.getClass().getDeclaredMethods();
for(Methodmethod:methods){
System.out.println("declaredmethodname:"+method.getName());
}

try{
//获取learnMethod对象（封装了learn方法）
MethodlearnMethod=student.getClass().getDeclaredMethod("learn",String.class);
//获取learn方法的参数列表并打印出来
Class<?>[]paramClasses=learnMethod.getParameterTypes();
for(Class<?>class:paramClasses){
System.out.println("learn方法的参数:"+class.getName());
}
//判断learn方法是否为private
System.out.println(learnMethod.getName()+"isprivate"
+Modifier.isPrivate(learnMethod.getModifiers()));
learnMethod.invoke(student,"JavaReflection");
}catch(Exceptione){
e.printStackTrace();
}
}

第12行，通过调用Method对象的getParameterTypes方法来获取一个方法的形参的类型列表，这个方法会返回一个Class<T>数组。比如由于learn方法只有一个String类型的参数，所以调用此方法会返回一个只包含String.class一个元素的Class<T>数组。（由于返回的Class对象分别对应了不同类型，所以我们在上面的代码中用了Class<?>。）第14行，我们调用了Class对象的getName方法，这个方法会返回这个Class对象所封装的类的全名（本例中会返回java.lang.String)。第19行，通过调用Method对象的invoke方法可以调用相应Method对象所封装的方法。

（2）获取当前类和父类中定义的公有方法

要获取当前类以及父类中的所有public方法可以调用getMethods函数，而要获取某个指定的public方法，可以调用getMethod方法。请看以下代码：

privatestaticvoidshowMethods(){Studentstudent=newStudent("mr.simple");//获取所有public方法(包括Student本身的和从父类继承来的）Method[]methods=student.getClass().getMethods();for(Methodmethod:methods){System.out.println("methodname:"+method.getName());}try{//注意，通过getMethod只能获取public方法，若尝试获取private方法则会抛出异常MethodlearnMethod=student.getClass().getMethod("learn",String.class);}catch(Exceptione){e.printStackTrace();}}

5.通过反射获取类中定义的属性

获取属性与获取方法是类似的，只不过getMethod函数换成了getField，getDeclaredMethod换成了getDeclaredField。

（1）获取当前类中定义的属性（不包括从父类继承来的属性）

要获取当前类中定义的所有属性（包括private、public、static等各种属性）可以调用Class对象的getDeclaredFields函数；要想获得指定的属性，可以调用getDeclaredField。如以下代码所示

privatestaticvoidshowDeclaredFields(){Studentstudent=newStudent("Bill",18);//获取当前类中定义的所有属性并显示出来Field[]fields=student.getClass().getDeclaredFields();for(Fieldfield:publicFields){System.out.println("declaredfieldname:"+field.getName());}try{//获取指定的属性FieldgradeField=student.getClass().getDeclaredField("grade");//获取属性值System.out.println("Thegradeis:"+gradeField.getInt(student));//设置属性值gradeField.set(student,10);System.out.println("Thegradeis:"+gradeField.getInt(student));}catch(Exceptione){e.printStackTrace();}}

（2）获取当前类和父类中定义的public属性

要获取当前类和父类中定义的所有public属性可以调用Class对象的getFields函数，而要获取某个指定的public属性，可以调用getField方法，如以下代码所示：

privatestaticvoidshowFields(){Studentstudent=newStudent("Bill"，18);//获取当前类和父类的所有public属性并显示Field[]publicFields=student.getClass().getFields();for(Fieldfield:publicFields){System.out.println("fieldname:"+field.getName());}}

6.通过反射获取类的父类及类所实现的接口

（1）获取父类

调用Class对象的getSuperClass方法即可，如以下代码所示：

Studentstudent=newStudent("Bill",18);Class<?>superClass=student.getClass().getSuperclass();System.out.println("Student'ssuperclassis:"+superClass.getName());

(2)获取接口

要知道一个类实现了哪些接口，只需调用Class对象的getInterfaces方法，如以下代码所示：

privatestaticvoidshowInterfaces(){Studentstudent=newStudent("Bill",19);Class<?>[]interfaces=student.getClass().getInterfaces();for(Class<?>interface:interfaces){System.out.println("Implementsinterface:"+interface.getName());}}

由于Student类未显示实现任何接口，所以以上代码什么也不会输出。

7.参考资料公共技术点之Java反射