Java反射笔记（自用）

文章目录

一.java程序编译运行过程
- - [1. Java源代码](#1. Java源代码)
  - [2. 编译器](#2. 编译器)
  - [3. JVM可执行的字节码](#3. JVM可执行的字节码)
  - [4. JVM中的解释器](#4. JVM中的解释器)
  - [5. 机器可执行的二进制机器码](#5. 机器可执行的二进制机器码)
  - [6. 程序运行](#6. 程序运行)
二.什么是反射
- 1.反射与字节码的关系
- 2.Class对象工作流程
三.反射的使用
- - [1. 获取Class对象](#1. 获取Class对象)
  - [2. 创建对象实例](#2. 创建对象实例)
  - [3. 访问字段](#3. 访问字段)
  - [4. 调用方法](#4. 调用方法)
  - [5. 操作数组](#5. 操作数组)

一.java程序编译运行过程

java源代码 - - - 编译器 - - - jvm可执行的字节码 - - - jvm中的解释器 - - - 机器可执行的二进制机器码 - - - 程序运行

1. Java源代码

编写：开发者使用Java语言编写源代码，保存在以.java为扩展名的文件中。

2. 编译器

编译：Java编译器（如javac）将.java文件中的源代码编译成Java字节码。这一步涉及语法分析、语义检查、生成中间表示和最后生成字节码。
输出：编译器生成的输出是.class文件，其中包含与源代码对应的字节码。

3. JVM可执行的字节码

字节码：字节码是一种介于源代码和机器码之间的中间形式，设计为可以在任何实现了Java虚拟机的平台上运行。

4. JVM中的解释器

加载：当运行Java程序时，JVM的类加载器负责将.class文件加载到内存中。
连接：在连接阶段，JVM执行验证、准备和解析步骤，确保代码的安全性和正确性。
初始化：在此阶段，JVM处理静态变量和静态块，执行类构造器。

5. 机器可执行的二进制机器码

解释执行：JVM的解释器逐条解释执行字节码，将其翻译成可以在特定硬件上执行的机器指令。这是一个逐步的过程，每次解释一条字节码指令。
即时编译（JIT编译）：为了提高性能，热点代码（即执行次数较多的代码）会被JVM中的即时编译器编译成本地机器码，这样可以直接由硬件执行，无需再进行逐条解释，从而提高执行效率。

6. 程序运行

执行：经过上述所有转换和处理后，程序最终在计算机硬件上运行，用户可以看到程序执行结果。

二.什么是反射

官方定义：反射（Reflection）是一个强大的机制，它允许程序在运行时查询和操作对象的类信息。使用反射API，可以动态地创建对象、调用方法、访问字段（即便它们被定义为私有的），并且能够加载类。

1.反射与字节码的关系

字节码是java源代码经过javac编译器编译后的中间文件表现形式，即.class里面的内容，这些字节码可以当作jvm的执行的指令集。

而反射是一种在运行时检查或修改程序行为的机制。它以字节码为基础，就是它会首先创建一个Class对象，这个对象能够从字节码中读取类信息，即构造函数，方法，字段这些，私有的也可以访问到，所以具有动态操作的优点和破坏封装性的缺点.

2.Class对象工作流程

类加载 ：JVM首次引用某个类时，它将加载该类的字节码，解析字节码中的元数据，并为这个类创建一个Class类型的对象。
信息访问 ：通过这个Class对象，可以访问类的各种信息：
- 获取字段（Field）：可以检索类中声明的所有字段，无论它们的访问权限如何。
- 获取方法（Method）：可以获取类定义的所有方法。
- 获取构造器（Constructor）：可以访问类的所有构造方法。
- 获取超类和接口：可以查看类的父类和实现的接口。
创建实例 ：可以使用Class对象来创建其表示的类的实例。这通常通过调用newInstance()方法实现，或者通过获取适当的构造器对象并调用其newInstance()方法。
动态操作：可以动态调用方法或访问字段，这在编译时是未知的，所以不需要指定特殊类。

三.反射的使用

1. 获取Class对象

java 复制代码

Class<?> clazz1 = Class.forName("java.util.ArrayList"); // 通过类的全限定名

Class<?> clazz2 = ArrayList.class; // 通过类字面量

ArrayList<String> arrayList = new ArrayList<>();
Class<?> clazz3 = arrayList.getClass(); // 通过对象实例调用getClass()

2. 创建对象实例

java 复制代码

Class<?> clazz = Class.forName("java.util.ArrayList");
Object arrayList = clazz.getDeclaredConstructor().newInstance(); // 创建对象实例

3. 访问字段

java 复制代码

Class<?> clazz = Class.forName("com.example.MyClass");
Field field = clazz.getDeclaredField("myField"); // 获取指定字段
field.setAccessible(true); // 设置可访问性，对于私有字段非常重要
Object fieldValue = field.get(instance); // 读取字段值
field.set(instance, "new value"); // 设置新的字段值

4. 调用方法

java 复制代码

Class<?> clazz = Class.forName("com.example.MyClass");
Method method = clazz.getDeclaredMethod("myMethod", String.class); // 获取方法
method.setAccessible(true); // 对于私有方法必须这么做
Object result = method.invoke(instance, "parameter"); // 调用方法

5. 操作数组

java 复制代码

int[] intArray = (int[]) Array.newInstance(int.class, 3); // 创建一个整型数组
Array.set(intArray, 0, 123); // 设置数组元素
int value = Array.getInt(intArray, 0); // 获取数组元素