Java基础知识之——反射

决定从现在开始养成写博客记录学习过程的习惯，所以把最近学的反射相关知识整理一下。

首先，什么是反射？

从概念上说，反射主要是指程序可以访问、检测和修改它自身状态或行为的一种能力。

而我的理解是：常规操作一个类需要实例化它的对象，然后操作它的数据成员或成员函数，在逻辑是是由上而下的；

   而反射不同，它是反过来获取类的类类型（Class Type），而后再进行操作，有一种由下而上的感觉。

区别在哪里呢？

打个比方，大多数包装好的类他们的对象都是一个宝库，但我们往往只会用到其中的一部分，由多变少；

而反射则是通过仅仅一个对象获取到整个类的全部信息，由少变多。

换个说法：对象照了下镜子，反射 出了它作为一个类的全貌。

同时，反射机制在java中是动态的，你完全可以写一个可能根本不存在的class交给编译器处理，而且能够通过编译。

即：程序运行时，允许改变程序结构或变量类型

java虽然一般归类为静态语言，但是它有反射这样一个动态的机制。

其次，反射具体是什么？

java里万事万物皆对象，这句话大家应该都知道，Object类是这句话的一个保证，它是java里所有类的父类。

Class类是Object的一个特别的子类，是一个描述类自身的类，也是反射（Reflection）的起源。

一个类应当有些什么呢？数据成员？成员函数？构造器？

Class类封装了描述数据成员的Field、描述方法的Method和描述构造器的Constructor等属性。

在

java.lang.Class

java.lang.reflect.Field

java.lang.reflect.Method

java.lang.reflect.Constructor

java.lang.reflect.Modifier

五个类的API中我们可以了解到反射的绝大多数操作方法。

再次，反射有什么用？

从最简单的开始，作为一个菜鸟程序员，我很好奇编写java的大牛是怎么定义String的

那么我首先要得到String类的类类型，有三种方法可以做到这一点：

//通过Class的forName方法
Class c1 = Class.forName("String");
//通过每个类的class成员获取
Class c2 = String.class;
//通过该类的一个对象获取
Class c3 = new String().getClass();

“现在，我的手里掌握了String的全部。”

/*
* 万事万物皆对象，数据成员当然也是变量，java.lang.reflect.Field类封装了关于成员变量的操作
* 想看String的数据成员？可以用getField方法 获取所有public的数据成员
* 但是往往private的东西是我们更想看的，所以用getDeclaredFields获取所有自己声明的数据成员
*/
Field[] fs = c.getDeclaredFields();
//现在Field的数组fs中就包含了String类的所有数据成员的信息
//通过getType获取它们的类型
Class fieldType = field.getType();
//通过getType获取它们的名称
Class fieldName = field.getName();

/*
* 或者也可以写一个遍历来输出它们的类型和名称
* for(Field field:fs){
*	Class fieldType = field.getType();
*	//输出成员变量的类型以及名称
*	System.out.println(fieldType.getName()+" "+field.getName());
* }
*/

类似的，可以通过Method类等类封装的方法来操作该类的成员方法等，在此不再赘述。

最后，通过反射深入研究泛型。

随意声明一个只能限制String类型的ArrayList

ArrayList<String> list = new ArrayList<String>();
//我们可以自由地往里面加字符串
list.add("233");
//但是不能往里加其他类型的对象，如int
//list.add(233); 报错

让我们做个实验，再声明一个无限制的ArrayList

ArrayList arr = new ArrayList();
//获取它们俩的类类型
Class c1 = list.getClass();
Class c2 = arr.getClass();
//输出它们是否相同
System.out.println(c1==c2);
//结果为true（可自行验证）

事实上反射都是在编译后的操作（运行时处理）， 即程序通过编译过后运行时泛型是不泛型的，java的泛型仅是防止错误输入。

仅在编译阶段有效 。

而反射获取的是.class，可以理解为获取了编译之后的字节码文件，也就是说：反射是在编译之后的操作（运行时处理）

这也反映了反射的动态性质，通过这个性质，我们可以绕过编译（为所欲为）。

try{
//通过Method类的getMethod方法获取ArrayList的add方法
Method m = c1.getMethod("add", Object.class);

//再通过invoke方法，反向操作list对象，使其添加非String元素
m.invoke(list, 233);	//为所欲为！
System.out.println(list);
//但是不能通过for each来遍历现在的list，会有类型转换的错误
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
}

（水平尚浅，有何错误、不妥之处欢迎指教）