Java之反射

目录

反射

定义

主要用途

反射相关的类

Class类中【获得类相关方法】

Class类中【获得类中属性相关的方法】

Class类中【获得类中注解相关的方法】

Class类中【获得类中构造器相关的方法】

Class类中【获得类中方法相关的方法】

获得Class对象

代码示例1

代码示例2

反射的优缺点

---

反射

定义

Java的反射（reflection）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方法和属性，既然能拿到那么，我们就可以修改部分类型信息；这种动态获取信息以及动态调用对象方法的功能称为java语言的反射（reflection）机制。

主要用途

1.动态地创建类的实例：在运行时根据类的全限定名创建对象。

2.检查类的结构：获取类的成员变量、方法、构造器等信息。

3.调用方法：在运行时动态地调用对象的方法。

4.访问和修改私有字段：即使在类定义中字段是私有的，也可以通过反射来访问和修改。

反射相关的类

|--------------|----------------------------|
| 类名 | 用途 |
| Class类 | 代表类的实体，在运行的Java应用程序中表示类和接口 |
| Filed类 | 代表类的成员变量/类的属性 |
| Method类 | 代表类的方法 |
| Constructor类 | 代表类的构造方法 |

Class类

Class类代表类的实体，在运行的Java应用程序中表示类和接口 .

Java文件被编译后，生成了.class文件，JVM此时就要去解读.class文件 ,被编译后的Java文件.class也被JVM解析为一个对象，这个对象就是java.lang.Class，这样当程序在运行时，每个.class文件就最终变成了Class类对象的一个实例。我们通过Java的反射机制应用到这个实例，就可以去获得甚至去添加改变这个类的属性和动作，使得这个类成为一个动态的类。

Class类中【获得类相关方法】

|---------------------------|-----------------------------------|
| 方法 | 用途 |
| getClassLoader() | 获得类的加载器 |
| getDeclaredClasses() | 返回一个数组，数组中包含该类的所有类和和接口类的对象（包括私有的） |
| forName(String className) | 根据类名返回类的对象 |
| newInstance() | 创建类的实例 |
| getName() | 获得类的完整路径名字 |

Class类中【获得类中属性相关的方法】

|-------------------------------|-------------|
| 方法 | 用途 |
| getField(String name) | 获得某个公有的属性对象 |
| getFields() | 获得所有公有的属性对象 |
| getDeclaredField(String name) | 获得某个属性对象 |
| getDeclaredFields() | 获得所有属性对象 |

Class类中【获得类中注解相关的方法】

|---------------------------------------------|---------------------|
| 方法 | 用途 |
| getAnnotation(Class annotationClass) | 返回该类中与参数匹配的公有注解对象 |
| getAnnotations() | 返回该类中所有的公有注解对象 |
| getDeclaredAnnotaion(Class annotationClass) | 返回该类中与参数类型匹配的所有注解对象 |
| getDeclaredAnnotations() | 返回该类所有的注解对象 |

Class类中【获得类中构造器相关的方法】

|------------------------------------------------------|---------------------|
| 方法 | 用途 |
| getConstructor(Class<?>... parameterTypes) | 获得该类中与参数类型匹配的公有构造方法 |
| getConstructors() | 获得该类的所有公有构造方法 |
| getDeclaredConstructor(Class<?>... parameterTypes) | 获得该类中与参数类型匹配的构造方法 |
| getDeclaredConstructors() | 获得该类所有构造方法 |

Class类中【获得类中方法相关的方法】

|-------------------------------------------------------------|-------------|
| 方法 | 用途 |
| getMethod(String name,Class<?>... parameterTypes) | 获得该类某个公有的方法 |
| geMethods() | 获得该类所有公有的方法 |
| getDeclaredMethod(String name,Class<?>... parameterTypes) | 获得该类某个方法 |
| getDeclaredMethds() | 获得该类所有方法 |

获得Class对象

反射的第一步是获取代表某个类的Class对象。可以通过多种方式获取Class对象，最常见的是：

1.使用Class.forName(String className)静态方法，如果类名在类的路径中，则通过该类的全限定名（包括包名）来获取Class对象。注意，这种方式会抛出ClassNotFoundException。

2.使用.class语法，在编译时就已经确定。

3.调用对象的getClass()方法，在运行时确定对象的实际类型。

代码示例1

class Student{
    //私有属性name
    private String name = "bit";
    //公有属性age
    public int age = 18;
    //不带参数的构造方法
    public Student(){
        System.out.println("Student()");
    }

    private Student(String name,int age) {
        this.name = name;
        this.age = age;
        System.out.println("Student(String,name)");
    }

    private void eat(){
        System.out.println("i am eat");
    }

    public void sleep(){
        System.out.println("i am pig");
    }

    private void function(String str) {
        System.out.println(str);
    }

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


public class Test {

    //Class对象 只有一个
    public static void main(String[] args) {
        Class<?> c1;
        try {
            c1 = Class.forName("reflectdemo.Student");
        } catch (ClassNotFoundException e) {
            throw new RuntimeException(e);
        }

        Class<?> c2;
        c2 = Student.class;


        Student student = new Student();
        Class<?> c3 = student.getClass();

        System.out.println(c1.equals(c2));
        System.out.println(c1.equals(c3));
        System.out.println(c3.equals(c2));
    }
}

代码示例2

class Student{
    //私有属性name
    private String name = "bit";
    //公有属性age
    public int age = 18;
    //不带参数的构造方法
    public Student(){
        System.out.println("Student()");
    }

    private Student(String name,int age) {
        this.name = name;
        this.age = age;
        System.out.println("Student(String,name)");
    }

    private void eat(){
        System.out.println("i am eat");
    }

    public void sleep(){
        System.out.println("i am pig");
    }

    private void function(String str) {
        System.out.println(str);
    }

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



public class ReflectDemo {
    //如何通过反射 实例化对象
    public static void reflectNewInstance() {
        Class<?> c1;
        try {

            c1 = Class.forName("reflectdemo.Student");
            Student student = (Student) c1.newInstance();
            System.out.println(student);

        } catch (ClassNotFoundException e) {
            throw new RuntimeException(e);
        } catch (InstantiationException e) {
            throw new RuntimeException(e);
        } catch (IllegalAccessException e) {
            throw new RuntimeException(e);
        }
    }

    // 反射私有的构造方法  屏蔽内容为获得公有的构造方法
    public static void reflectPrivateConstructor() {
        Class<?> c1;
        try {
            c1 = Class.forName("reflectdemo.Student");

            Constructor<Student> con =
                    (Constructor)c1.getDeclaredConstructor(String.class,int.class);

            con.setAccessible(true);

            Student student = con.newInstance("zhangsan",18);

            System.out.println(student);

        } catch (ClassNotFoundException e) {
            throw new RuntimeException(e);
        } catch (NoSuchMethodException e) {
            throw new RuntimeException(e);
        } catch (InvocationTargetException e) {
            throw new RuntimeException(e);
        } catch (InstantiationException e) {
            throw new RuntimeException(e);
        } catch (IllegalAccessException e) {
            throw new RuntimeException(e);
        }
    }

    // 反射私有属性
    public static void reflectPrivateField() {
        Class<?> c1;
        try {
            c1 = Class.forName("reflectdemo.Student");
            Field field = c1.getDeclaredField("name");
            field.setAccessible(true);

            Student student = (Student) c1.newInstance();

            field.set(student,"wangwu");

            System.out.println(student);

        } catch (ClassNotFoundException e) {
            throw new RuntimeException(e);
        } catch (NoSuchFieldException e) {
            throw new RuntimeException(e);
        } catch (InstantiationException e) {
            throw new RuntimeException(e);
        } catch (IllegalAccessException e) {
            throw new RuntimeException(e);
        }
    }

    // 反射私有方法
    public static void reflectPrivateMethod() {
        Class<?> c1;
        try {
            c1 = Class.forName("reflectdemo.Student");
            Method method = c1.getDeclaredMethod("function",String.class);

            method.setAccessible(true);

            Student student = (Student) c1.newInstance();

            method.invoke(student,"我是一个参数");

            //System.out.println(student);

        } catch (ClassNotFoundException e) {
            throw new RuntimeException(e);
        } catch (NoSuchMethodException e) {
            throw new RuntimeException(e);
        } catch (InstantiationException e) {
            throw new RuntimeException(e);
        } catch (IllegalAccessException e) {
            throw new RuntimeException(e);
        } catch (InvocationTargetException e) {
            throw new RuntimeException(e);
        }
    }

    public static void main(String[] args) {
        //reflectNewInstance();
        //reflectPrivateConstructor();
        //reflectPrivateField();
        reflectPrivateMethod();
    }
}

反射的优缺点

优点

1. 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。

2. 增加程序的灵活性和扩展性，降低耦合性，提高自适应能力。

3. 反射已经运用在了很多流行框架如：Struts、Hibernate、Spring 等等。

缺点

1.反射会破坏封装性，使代码难以理解和维护。

2.反射通常比直接代码调用慢，因为它涉及到类型检查等动态解析。

3.滥用反射可能导致安全问题，如访问或修改不应该被访问的私有成员。