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Java反射详解

2019-02-01 14:53 15 查看

在学校学习Java时，由于学的不扎实，也没经历过太多实战项目，所以很多重要的知识点瞟一眼就过去了，比如现在要讲的反射，当时直接就忽略掉了，可现在发现很多地方需要反射，不得不重新学习一下，上学欠了太多债，是时候慢慢还清了。

（一）什么是反射？

Java反射机制是在运行状态中，对于任意一个类，都能够知道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；这种动态获取的信息以及动态调用对象的方法的功能称为Java语言的反射机制。

简单的来说：
1.通过new关键字创建对象操作对象，在编译时就已经确定。
2.通过反射可以在程序运行过程中动态的操作对象，可以获得编译期无法获得的信息，动态操作最大限度发挥了java扩展性。

反射是框架的灵魂，它可以有效地降低类之间的耦合，很多框架都运用了反射原理，例如hibernate 的实体类，Spring 的 AOP等等都有反射的实现

（二）反射的具体实现

想要实现反射，就必须先拿到该类的字节码文件对象(.class),通过字节码文件对象，就能够通过该类中的方法获取到我们想要的所有信息，每一个类对应着一个字节码文件也就对应着一个Class类型的对象，也就是字节码文件对象.

1. 获取字节码文件对象（Class）的三种方式

/**
* 方式一：
* Object中的getClass方法来获取Class对象
* 使用这方式必须有具体的类，并创建对象。
* 这种方式使用的少，一般是传的是Object，不知道类型的时候才使用。
*/
Object obj=new Proson();
Class clazz1 =obj.getClass();
System.err.println("通过getClass():"+clazz1);

/**
* 方式二：
* 直接通过 类名.class来获取Class对象。
* 任何类型中都具有隐含的静态成员变量class,使用简单，但是扩展性还是不足。
*/
Class clazz2=Proson.class;
System.err.println("通过类名.class:"+clazz2);

/**
* 方式三：
* 通过Class 对象的forName()静态方法来获取Class对象。
* 使用最多，通过类的全限定名，但可能抛出ClassNotFoundException异常
*/
Class clazz3 = Class.forName("com.xiaoli.bean.Proson");
System.err.println("通过类的全限定名:"+clazz3);

//比较三种方法对象是否是相同实例。
System.err.println(clazz1==clazz2);
System.err.println(clazz1==clazz3);
System.err.println(clazz2==clazz3);

运行结果得知

三种方法都可以获取字节码文件对象。
一个类在 JVM 中只会有一个 Class 实例（比较之后全为true）

2. 创建对象的方式。

Proson类

public class Proson {
//私有属性
private String name;
//公有属性
public  Integer age;
//无参构造
public Proson() {
}
//有参构造
public Proson(String name, Integer age) {
this.name = name;
this.age = age;
}
//私有方法
private void method1(){
System.err.println("method1——run");
}
//公有方法
public void method2(String param){
System.err.println("method1=2——run ："+param);
}

@Override
public String toString() {
return "Proson{" +
"name='" + name + '\'' +
", age=" + age +
'}';
}
}

实例化对象的方式
通过new关键字与反射相互对比加深对反射的认识，详解代码如下：

// 不用反射: 创建对象，需要手动new对象不能动态创建。
// new的时候根据new的类名寻找字节码文件，加载进入内存，创建Class对象，并接着创建对应的Proson对象。
Proson p=new Proson();

//通过反射:只需要一个名字，就可以创建对象。
String className="com.xiaoli.bean.Proson";
//寻找该名称的类文件，加载进内存，并创建Class对象。
Class clazz = Class.forName(className);
//通过Class对象的newInstance()创建类对象。
Object o = clazz.newInstance();

调用有参构造方法初始化变量
通过有参构造对比反射，详解代码如下：

//不用反射：通过构造方法实例化并初始化变量
Object obj1=new Proson("name",18);
System.err.println("不用反射： "+obj1);
//通过反射：Class对象的getConstructor方法拿到构造器。
Constructor constructor = clazz.getConstructor(String.class, Integer.class);
//通过构造器的newInstance方法实例化并初始化变量
Object obj2=constructor.newInstance("name2",22);
System.err.println("通过反射： "+obj2);

得到结果

（三） Class 类中方法详解

到这里应该理解到Class对反射的重要性了吧？那么Class类中有什么常用方法呢？

获取公共构造器 getConstructors()
获取所有构造器 getDeclaredConstructors()
获取该类对象 newInstance()
获取类名包含包路径 getName()
获取类名不包含包路径 getSimpleName()
获取类公共类型的所有属性 getFields()
获取类的所有属性　getDeclaredFields()
获取类公共类型的指定属性 getField(String name)
获取类全部类型的指定属性 getDeclaredField(String name)
获取类公共类型的方法 getMethods()
获取类的所有方法 getDeclaredMethods()
获得类的特定公共类型方法: getMethod(String name, Class[] parameterTypes)
获取内部类 getDeclaredClasses()
获取外部类 getDeclaringClass()
获取修饰符 getModifiers()
获取所在包 getPackage()
获取所实现的接口 getInterfaces()

通过一些例子来演示以上常用方法，详解代码如下。

//这里方便操作演示用第二种发方法获取字节码对象
Class clazz2=Proson.class;
//通过反射调用有参构造函数初始化对象（上面演示过）
Constructor constructor = clazz2.getConstructor(String.class, Integer.class);
Object obj = constructor.newInstance("lixiaoli", 18);

//获得类完整的名字
String className1 = clazz2.getName();
System.err.println("1类完整的名字: "+className1);

//获得类名不包含包路径
String className2 = clazz2.getSimpleName();
System.err.println("2类名不含路径: "+className2);

//获得类中公共类型（public）属性
Field[] fields = clazz2.getFields();
String fieldName="";
for(Field field : fields){
fieldName+=field.getName()+"  ";
}
System.err.println("3类中公共属性： "+fieldName);

//获得类中全部类型（包括私有）属性
Field[] fieldsAll = clazz2.getDeclaredFields();
fieldName="";
for(Field field : fieldsAll){
fieldName+=field.getName()+"  ";
}
System.err.println("4类中全部属性： "+fieldName);

//获得公共指定属性值
Field age = clazz2.getField("age");
Object o = age.get(obj);
System.err.println("5公共指定属性： "+o);

//获得私有指定属性值
Field name = clazz2.getDeclaredField("name");
// Field name = clazz2.getField("name");只能获取共有属性 故此方法会抛出NoSuchFieldException异常,所以选用getDeclaredField();
name.setAccessible(true); //设置为true才能获取私有属性
Object o2 = name.get(obj);
System.err.println("6类中私有指定属性值： "+o2);

//获取类公共类型方法   这里包括 Object 类的一些方法
Method[] methods = clazz2.getMethods();
String methodsName="";
for(Method method : methods){
methodsName+=method.getName()+"  ";
}
System.err.println("7类公共类型方法： "+methodsName);

//获取类中的所有方法   这里包括 Object 类的一些方法
Method[] methodsAll = clazz2.getDeclaredMethods();
methodsName="";
for(Method method : methodsAll){
methodsName+=method.getName()+"  ";
}
System.err.println("8类中的所有方法： "+methodsName);

//获取并使用指定方法
Method method1 = clazz2.getDeclaredMethod("method1");//获取无参私有方法
method1.setAccessible(true);//设置为true才能获取私有方法
method1.invoke(obj);//调用无参方法

Method method2 = clazz2.getMethod("method2",String.class);//获取有参数方法
method2.invoke(obj,"666");//调用有参方法

运行结果

四反射总结
熟练的使用反射能让我们的程序耦合度降低，当然会损失一部分性能，毕竟有失才有得。

以上就是我对Java反射机制的学习和理解，如果有错误，望指出，以便及时更正！谢谢！

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