Java中的反射

2022-03-26 13:32:55 阅读：199 来源： 互联网

标签：lang 反射 Java stuClass Class Student java public

什么是反射

在学习Java的时候，我们经常会听到“反射”这个词。那到底什么是反射呢？在维基百科中给出的解释是：

反射（英語：reflection），是指计算机程序在运行时（runtime）可以访问、检测和修改它本身状态或行为的一种能力。^[1]

百度百科则给出的解释是：

Java的反射（reflection）机制是指在程序的运行状态中，可以构造任意一个类的对象，可以了解任意一个对象所属的类，可以了解任意一个类的成员变量和方法，可以调用任意一个对象的属性和方法。这种动态获取程序信息以及动态调用对象的功能称为Java语言的反射机制。反射被视为动态语言的关键。^[2]

简单地说，就是对于任意的一个类，都可以获取到这个类的任意属性和任意方法。这种获取的方式被称之为反射。

反射的作用

反射可以让编码更加的灵活。在一些知名的框架中，不乏反射的身影，例如：Spring、Mybatis、Jackson、 GSON、Boon等。

知识储备

在使用Java反射过程中，这些是常会被使用到的类。从Java API 8得到对这些类的说明如下[^3]：

类	说明
java.lang.Class	Class 类的实例表示正在运行的 Java 应用程序中的类和接口。枚举是一种类，注解是一种接口。
java.lang.reflect.Method	Method提供有关类或接口上的单个方法的信息和对它的访问。反射方法可以是类方法，也可以是实例方法（包括抽象方法）。
java.lang.reflect.Constructor	Constructor提供有关类的单个构造函数的信息和访问权限。
java.lang.reflect.Field	Field提供有关类或接口的单个字段的信息和对它们的动态访问。反射字段可以是类（静态）字段或实例字段。

小试牛刀

接下来，我们结合一个简单的案例来尝试使用反射。这个案例先初始化一个Student对象，然后调用对象的Study方法。一般我们不使用反射来创建对象通常会这样做：

package data;

public class Student {
    public int score;
    private int age;
    private String name;

    public Student() {
    }

    public Student(int age, String name) {
        this.age = age;
        this.name = name;
    }

    private Student(int age) {
        this.age = age;
    }

    public void study() {
        System.out.println("Studying now.");
    }

    private void sayHi(String name) {
        System.out.println("Hello, that is " + name + ".");
    }
}

然而，若我们使用反射则可以这样来创建对象：

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        try {
            Class<?> stuClass = Class.forName("data.Student");
            Object obj = stuClass.newInstance();
            Student stu = (Student) obj;
            stu.study();
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

反射

类的操作无外乎就是创建对象、操作属性和操作方法，这些都可以通过反射的方式来完成。

创建对象

反射创建对象的方式有两种：

使用newInstance()方法。小试牛刀中的案例就使用了这种方法；
反射获取构造函数，使用构造函数的方式创建对象。

接下来，我们就这两种方式来详细说明。

首先，是newInstance()方法。在反射中，通常想要调用对象的无参构造函数，一般会使用newInstance()方法。然后获取到对象后，将其转型成具体的某个对象，就如案例中的：

Object obj = stuClass.newInstance();
Student stu = (Student) obj;

假如需要调用对象的公有的有参构造函数public Student(int age, String name)，则可以使用getConstructor方法：

Constructor<?> constructor = stuClass.getConstructor(int.class, String.class);
Object obj2 = constructor.newInstance(12, "23");
Student stu2 = (Student) obj2;
stu2.study();

在反射中，获取构造器相关的方法函数的方式有如下四种：

方法	用途
getConstructor(Class<?>... parameterTypes)	获取与参数类型匹配的public类型的构造方法
getConstructors()	获取所有的public类型的构造方法
getDeclaredConstructor(Class...<?> parameterTypes)	获取与参数类型匹配的所有构造方法
getDeclaredConstructors()	获取所有的构造方法

假如需要调用对象的私有构造函数private Student(int age)的话，就不能使用getConstructor()，而需要换成使用getDeclaredConstructor()。因为构造函数是private类型的，所以需要设置其可被访问setAccessible(true)。

final Constructor<?> constructor = stuClass.getDeclaredConstructor(int.class);
constructor.setAccessible(true);
final Object obj2 = constructor.newInstance(12);
Student stu2 = (Student) obj2;
stu2.study();

如果我们希望获取到类中所有的公有构造方法，则可以使用getConstructors()，若希望获取到类种所有的私有构造方法，则可以使用getDeclaredConstructors()。

Class<Student> stuClass = (Class<Student>) Class.forName("data.Student");
final Constructor<?>[] constructors = stuClass.getConstructors();
for (Constructor<?> constructor : constructors) {
    System.out.println(constructor);
}
System.out.println("---division---");

final Constructor<?>[] declaredConstructors = stuClass.getDeclaredConstructors();
for (Constructor<?> constructor : declaredConstructors) {
    System.out.println(constructor);
}

输出的结果是：

public data.Student()
public data.Student(int,java.lang.String)
---division---
public data.Student()
private data.Student(int)
public data.Student(int,java.lang.String)

属性操作

属性操作其实和创建对象的方式差不多。属性操作的方法函数的方式有如下四种：

方法	用途
getField(String name)	获取某个public类型的属性
getFields()	获取所有的public类型的属性
getDeclaredField(String name)	获取某个属性对象
getDeclaredFields()	获取所有的属性对象

使用getField()来获取公有属性score，并进行赋值操作：

Class<Student> stuClass = (Class<Student>) Class.forName("data.Student");
final Student student = stuClass.newInstance();
final Field score = stuClass.getField("score");
score.set(student, 12);

使用getDeclaredField()来获取私有属性age，并进行赋值操作：

Class<Student> stuClass = (Class<Student>) Class.forName("data.Student");
final Student student = stuClass.newInstance();
final Field age = stuClass.getDeclaredField("age");
age.setAccessible(true);
age.set(student, 12);

获取所有的属性可以使用getFields()或者getDeclaredFields()：

Class<Student> stuClass = (Class<Student>) Class.forName("data.Student");
for (Field field : stuClass.getFields()) {
    System.out.println(field);
}
System.out.println("---division---");

for (Field declaredField : stuClass.getDeclaredFields()) {
    System.out.println(declaredField);
}

输出的结果是：

public int data.Student.score
---division---
public int data.Student.score
private int data.Student.age
private java.lang.String data.Student.name

函数操作

方法操作其实和前面两者的方式差不多。获取函数的方式也有如下四种：

方法	用途
getMethod(String name, Class...<?> parameterTypes)	获取与参数类型匹配的public类型的函数
getMethods()	获取所有的public类型的函数（包含继承的函数）
getDeclaredMethod(String name, Class...<?> parameterTypes)	获取与参数类型匹配的所有函数
getDeclaredMethods()	获取所有的函数

获取到函数后，我们可以使用invoke(Object obj, Object... args)来调用对象的函数，并同时给其进行传参。使用getMethods()来调用公有方法：

Class<Student> stuClass = (Class<Student>) Class.forName("data.Student");
final Student student = stuClass.newInstance();
final Method study = stuClass.getMethod("study");
study.invoke(student);

使用getDeclaredMethods()来调用私有方法：

Class<Student> stuClass = (Class<Student>) Class.forName("data.Student");
final Student student = stuClass.newInstance();
final Method sayHi = stuClass.getDeclaredMethod("sayHi",String.class);
sayHi.setAccessible(true);
sayHi.invoke(student, "Tony");

获取所有的函数可以使用getMethods()或者getDeclaredMethods()：

Class<Student> stuClass = (Class<Student>) Class.forName("data.Student");
for (Method method : stuClass.getMethods()) {
    System.out.println(method);
}
System.out.println("---division---");

for (Method declaredMethod : stuClass.getDeclaredMethods()) {
    System.out.println(declaredMethod);
}

输出的结果是：

public void data.Student.study()
public final void java.lang.Object.wait() throws java.lang.InterruptedException
public final void java.lang.Object.wait(long,int) throws java.lang.InterruptedException
public final native void java.lang.Object.wait(long) throws java.lang.InterruptedException
public boolean java.lang.Object.equals(java.lang.Object)
public java.lang.String java.lang.Object.toString()
public native int java.lang.Object.hashCode()
public final native java.lang.Class java.lang.Object.getClass()
public final native void java.lang.Object.notify()
public final native void java.lang.Object.notifyAll()
---division---
public void data.Student.study()
private void data.Student.sayHi(java.lang.String)

标签：lang,反射,Java,stuClass,Class,Student,java,public
来源： https://www.cnblogs.com/zanwanye/p/16039412.html

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