在 Java 反射中，Field 对象用于描述类的字段（成员变量），通过它可以动态访问和修改对象的字段值，包括私有字段。以下是其基本使用方法及关键示例：
1. 获取 Field 对象
(1) 获取 public 字段
// 获取指定名称的 public 字段（包括继承的字段） Field publicField = MyClass.class.getField("fieldName"); // 获取所有 public 字段（包括继承的） Class<?> clazz = MyClass.class; Field[] publicFields = clazz.getFields();
(2) 获取任意字段（包括私有）
// 获取指定名称的字段（任意访问权限，但不包括继承的） Field privateField = clazz.getDeclaredField("privateField"); // 获取类中声明的所有字段（包括 private/protected） Field[] allDeclaredFields = clazz.getDeclaredFields();
2. 访问/修改字段的值
(1) 读取字段值
Object value = field.get(objectInstance);
(2) 修改字段值
field.set(objectInstance, newValue);
(3) 示例代码
public class Student { public String name; private int age; } // 动态读写字段的值 public class Main { public static void main(String[] args) throws Exception { Student student = new Student(); // 修改 public 字段 Field nameField = Student.class.getField("name"); nameField.set(student, "张三"); System.out.println(student.name); // 输出：张三 // 修改 private 字段 Field ageField = Student.class.getDeclaredField("age"); ageField.setAccessible(true); // 解除私有访问限制 ageField.set(student, 20); int age = (int) ageField.get(student); System.out.println(age); // 输出: 20 } }
3. 访问静态字段
在静态字段访问时，set 和 get 方法的第一个参数传递 null：
public class Config { public static String ENVIRONMENT = "prod"; } // 修改静态字段的值 Field envField = Config.class.getField("ENVIRONMENT"); envField.set(null, "dev"); // 读取静态字段的值 String env = (String) envField.get(null); // env = "dev"
4. 异常处理
反射操作字段可能抛出以下异常：
- NoSuchFieldException：找不到目标字段。
- IllegalAccessException：无访问权限（如未解除私有字段限制）。
- IllegalArgumentException：传入值与字段类型不匹配。
建议用 try-catch 包裹：
try { Field field = MyClass.class.getDeclaredField("secretKey"); field.setAccessible(true); field.set(myInstance, "newKey"); } catch (NoSuchFieldException e) { System.out.println("字段不存在！"); } catch (IllegalAccessException e) { System.out.println("无法访问字段！"); }
5. Field 对象的关键方法
| 方法 | 作用 |
|---|---|
getName() |
获取字段名称（如 "age"） |
getType() |
返回字段类型的 Class 对象 |
getModifiers() |
返回访问修饰符（可用 Modifier 解析） |
setAccessible(true) |
强制允许访问私有字段（慎用） |
6. 实战示例------动态配置注入
需求 ：将配置文件内容动态注入对象的字段（例如 Spring 的 @Value 注解核心原理）。
public class AppConfig { @ConfigValue(key = "app.name") private String appName; @ConfigValue(key = "app.port") private int port; } // 模拟动态注入配置 public class ConfigInjector { public static void inject(Object obj) throws Exception { Class<?> clazz = obj.getClass(); for (Field field : clazz.getDeclaredFields()) { ConfigValue annotation = field.getAnnotation(ConfigValue.class); if (annotation != null) { String key = annotation.key(); String value = loadValueFromConfig(key); // 假设从某处加载的配置值 field.setAccessible(true); field.set(obj, convertType(value, field.getType())); } } } // 类型转换工具方法（String → 目标类型） private static Object convertType(String value, Class<?> targetType) { if (targetType == int.class) { return Integer.parseInt(value); } else if (targetType == String.class) { return value; } throw new IllegalArgumentException("不支持的类型: " + targetType); } // 模拟从配置文件加载 private static String loadValueFromConfig(String key) { return switch (key) { case "app.name" -> "MyApp"; case "app.port" -> "8080"; default -> ""; }; } } // 使用示例 AppConfig config = new AppConfig(); ConfigInjector.inject(config); System.out.println(config.getAppName()); // 输出: MyApp System.out.println(config.getPort()); // 输出: 8080
注意事项
-
破除私有访问的风险
setAccessible(true)可强行修改私有字段，但可能破坏封装性。需评估合理性，避免在生产代码中滥用。 -
自动装箱/拆箱问题
修改基本类型字段时，若直接传入包装类型（如
field.set(obj, Integer.valueOf(10))），Java 会隐式拆箱。但为了安全，建议保持值与字段类型严格一致。 -
类型匹配
如果设置的值与字段类型不兼容（如为
int字段传入String），会抛出IllegalArgumentException。 -
性能优化
高频反射操作建议缓存
Field对象：public static final Field CACHED_FIELD = MyClass.getDeclaredField("field");
总结
Field 对象的典型应用场景包括：
- 数据序列化/反序列化（如 JSON 转换工具）
- 依赖注入框架（如 Spring 的属性注入）
- 动态配置管理
- 单元测试框架（强制设置私有字段状态）