如何快速掌握 Java 反射之获取类的字段？

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今天我要给大家分享一些自己日常学习到的一些知识点，并以文字的形式跟大家一起交流，互相学习，一个人虽可以走的更快，但一群人可以走的更远。

我是一名后端开发爱好者，工作日常接触到最多的就是Java语言啦，所以我都尽量抽业余时间把自己所学到所会的，通过文章的形式进行输出，希望以这种方式帮助到更多的初学者或者想入门的小伙伴们，同时也能对自己的技术进行沉淀，加以复盘，查缺补漏。

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前言

上一期我们提到过反射（Reflection），给大家讲解的是它的一个重要特性：动态代理。学过 Java 的小伙伴都知道，反射是Java中的一项强大的功能，它允许程序在运行时动态地获取类的信息、访问类的构造方法、字段、方法等。Java 的反射机制使得我们能够在运行时检查和操作类的属性和行为，通常用于框架、库、工具等需要动态处理对象的场景，对吧（温习一遍）。

而在这篇文章中，我们将深入探讨如何在Java 中运用反射机制进行"字段访问"？带着大家学习如何使用反射功能来访问和操作类的字段，包括私有字段、公共字段，以及如何通过反射对字段值进行修改，听起来是不是非常的cool！没错，我只教流批的玩意！

1. Java 反射机制概述

在 Java 中，反射是通过 java.lang.reflect 包来提供类和方法来实现的。反射机制能够让我们获取类的信息（如类名、父类、接口等），并能动态地操作类的实例。

常见的反射相关类有：

Class：用于获取类的信息。
Field：用于访问类的字段（成员变量）。
Method：用于访问类的方法。
Constructor：用于访问类的构造方法。

通过反射，我们可以绕过访问修饰符（如 private、protected 等）来访问类的成员，甚至动态地创建和操作类的实例。那废话不多讲，我们直接实操，手把手教学！

2. 获取类的字段

2.1 如何获取字段对象？

反射中，字段被表示为 Field 类的实例。要获取类的字段，首先需要通过 Class 对象来获取相应的字段信息，如何理解呢？接下来我给大家简单写个案例，演示一波你们就明白了。

首先随意定义一个带属性的对象，比如它有name属性、age属性等。示例代码如下：

java 复制代码

/**
 * @Author 喵手
 * @date: 2025-04-15
 */
public class Person {
    private String name;
    public int age;

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

    public String getName() {
        return name;
    }

    public int getAge() {
        return age;
    }
}

接着，我们通过反射获取该对象的属性值，看看究竟要如何获取？示例代码如下：

java 复制代码

import java.lang.reflect.Field;

/**
 * @Author 喵手
 * @date: 2025-04-15
 */
public class ReflectionExample {
    public static void main(String[] args) throws NoSuchFieldException {
        Class<?> personClass = Person.class;

        // 获取 public 字段 age
        Field ageField = personClass.getField("age");
        System.out.println("Field: " + ageField.getName());  // 输出：age

        // 获取 private 字段 name
        Field nameField = personClass.getDeclaredField("name");
        System.out.println("Field: " + nameField.getName());  // 输出：name
    }
}

运行效果展示如下：

可以看到，属性被正常获取。

2.2 如何获取类中的所有字段？

这里可以使用 getDeclaredFields() 方法可以获取类中所有的字段，包括私有字段、保护字段和公共字段。

java 复制代码

import java.lang.reflect.Field;

/**
 * @Author 喵手
 * @date: 2025-04-15
 */
public class ReflectionExample1 {

    public static void main(String[] args) {
        Class<?> personClass = Person.class;

        // 获取所有字段（包括私有字段）
        Field[] fields = personClass.getDeclaredFields();
        for (Field field : fields) {
            System.out.println("Field: " + field.getName());
        }
    }
}

预期输出：

json 复制代码

Field: name
Field: age

运行效果展示如下：

2.3 如何访问私有字段？

要访问类中的私有字段，需要先通过 setAccessible(true) 来取消 Java 的访问控制检查。这是因为默认情况下，Java 会保护私有字段不被外部访问。通过调用 setAccessible(true)，我们可以突破 Java 的访问权限限制，允许反射访问私有字段。

java 复制代码

import java.lang.reflect.Field;

/**
 * @Author 喵手
 * @date: 2025-04-15
 */
public class ReflectionExample2 {
    public static void main(String[] args) throws NoSuchFieldException, IllegalAccessException {
        Person person = new Person("喵手", 25);
        Class<?> personClass = person.getClass();

        // 获取 private 字段 name
        Field nameField = personClass.getDeclaredField("name");

        // 取消 Java 的访问权限检查
        nameField.setAccessible(true);

        // 获取字段的值
        String name = (String) nameField.get(person);
        System.out.println("Name: " + name);  // 输出：喵手

        // 修改字段的值
        nameField.set(person, "喵手大佬");
        System.out.println("Modified Name: " + person.getName());  // 输出：喵手大佬
    }
}

预期输出：

json 复制代码

Name: 喵手
Modified Name: 喵手大佬

实际运行结果展示如下：

代码解析：

如上案例代码演示了如何通过 Java 反射机制访问和修改一个类的私有字段。如下是实现思路步骤：

创建对象 ：首先，创建了一个 Person 类的对象 person，并初始化其 name 和 age 字段。
获取 Class 对象 ：通过 person.getClass() 获取到 Person 类的 Class 对象，之后可以用反射操作该类的成员。
获取私有字段 ：通过 personClass.getDeclaredField("name") 获取 Person 类中的私有字段 name。这时 name 字段虽然是 private，但反射允许我们访问。
取消访问权限检查 ：使用 nameField.setAccessible(true) 取消 Java 默认的访问权限限制，允许访问私有字段。
读取字段值 ：通过 nameField.get(person) 获取 person 对象中 name 字段的值，并输出。
修改字段值 ：通过 nameField.set(person, "喵手大佬") 修改 person 对象中 name 字段的值，修改后的值可以通过调用 person.getName() 查看。

2.4 如何访问静态字段？

静态字段属于类而不是实例，因此访问静态字段时，反射的使用方法稍有不同。我们可以通过 getField() 或 getDeclaredField() 来获取静态字段，并使用 Field 对象的 get() 方法来获取字段的值。

java 复制代码

import java.lang.reflect.Field;

/**
 * @Author 喵手
 * @date: 2025-04-15
 */
public class ReflectionExample3 {
    public static void main(String[] args) throws NoSuchFieldException, IllegalAccessException {
        Class<?> peopleClass = People.class;

        // 获取静态字段 species
        Field speciesField = peopleClass.getField("species");

        // 获取静态字段的值
        String speciesValue = (String) speciesField.get(null);  // 静态字段不依赖于对象
        System.out.println("Species: " + speciesValue);  // 输出：哈咯，我是喵手！

        // 修改静态字段的值
        speciesField.set(null, "哈咯，我是帅哥！");
        System.out.println("Modified Species: " + speciesField.get(null));  // 输出：哈咯，我是帅哥
    }
}

预期输出：

json 复制代码

Species: 哈咯，我是喵手！
Modified Species: 哈咯，我是帅哥！

实际运行结果展示如下：

代码解析：

如上案例代码演示了如何通过 Java 反射访问和修改类的静态字段。如下是实现思路步骤：

获取 Class 对象 ：通过 People.class 获取到 People 类的 Class 对象，可以用来操作该类的成员。
获取静态字段 ：通过 peopleClass.getField("species") 获取 People 类中的公有静态字段 species。注意，这里使用的是 getField()，它只能获取 public 修饰的字段。如果字段是 private 或其他访问修饰符，需要使用 getDeclaredField()。
获取静态字段的值 ：通过 speciesField.get(null) 获取静态字段 species 的值。对于静态字段，get() 方法的参数可以传入 null，因为静态字段不依赖于具体的实例对象。
修改静态字段的值 ：通过 speciesField.set(null, "哈咯，我是帅哥！") 修改静态字段 species 的值。同样，传入 null 作为第一个参数，因为字段是静态的，不依赖于具体对象。
输出修改后的值 ：再次通过 speciesField.get(null) 获取修改后的静态字段值，并输出。

这段代码的关键点是：静态字段是属于类的，而不是某个特定实例，因此使用反射时在操作静态字段时不需要指定对象实例，直接传入 null 即可。

2.5 如何修改字段的值？

通过反射，我们不仅可以访问字段，还可以修改字段的值。修改字段时需要注意以下几点：

如果字段是 private，必须使用 setAccessible(true) 来绕过访问控制。
必须确保所修改的字段类型与字段原本类型兼容。

例如，修改实例对象的字段值：

java 复制代码

import java.lang.reflect.Field;

/**
 * @Author 喵手
 * @date: 2025-04-15
 */
public class ReflectionExample4 {
    public static void main(String[] args) throws NoSuchFieldException, IllegalAccessException {
        Person person = new Person("喵手", 25);
        Class<?> personClass = person.getClass();

        // 获取 private 字段 name
        Field nameField = personClass.getDeclaredField("name");
        nameField.setAccessible(true);  // 取消访问控制

        // 修改字段的值
        nameField.set(person, "帅哥");
        System.out.println("Updated Name: " + person.getName());  // 输出：帅哥
    }
}

预期输出：

json 复制代码

Updated Name: 帅哥

实际运行结果展示如下：

代码解析：

如上案例代码演示了如何使用 Java 反射修改类的私有字段值。如下是实现思路步骤：

创建对象 ：首先，创建了一个 Person 类的实例 person，并初始化 name 为 "喵手"，age 为 25。
获取 Class 对象 ：通过 person.getClass() 获取 Person 类的 Class 对象，这个对象代表了 Person 类的元数据，接下来通过它来操作该类的成员。
获取私有字段 ：通过 personClass.getDeclaredField("name") 获取 Person 类中的私有字段 name。由于该字段是私有的，反射默认是无法访问的。
取消访问控制 ：通过 nameField.setAccessible(true) 来取消 Java 的访问控制限制，使得即使 name 字段是私有的，也可以在反射中进行操作。
修改字段值 ：通过 nameField.set(person, "帅哥") 修改 person 对象中的 name 字段的值。这里的 person 是目标对象，"帅哥" 是新值。
输出修改后的值 ：通过 person.getName() 输出修改后的 name 字段的值，确认修改成功。

3. Class类相关方法解析

3.1 getFields()

getFields() 是 java.lang.Class 类的一个方法，用于获取当前类及其父类中所有 公共字段 （public 修饰符的字段）。与 getDeclaredFields() 不同，getFields() 只会返回类的 public 字段，并且会包括父类中继承的字段。

方法签名

java 复制代码

public Field[] getFields() throws SecurityException

返回值

返回一个 Field[] 数组，其中包含了当前类及其所有父类声明的 public 字段。

主要特点

仅包含公共字段 ：getFields() 只返回当前类及其父类中 public 修饰符声明的字段，不包括 private、protected 或默认访问权限的字段。
包含父类字段 ：getFields() 会返回当前类和父类中继承下来的 public 字段。如果父类有 public 字段，子类也可以通过 getFields() 获取。
访问控制 ：与 getDeclaredFields() 不同，getFields() 返回的字段会根据其可见性进行过滤，只有 public 字段才能被获取。

3.2 getDeclaredFields()

getDeclaredFields() 是 Class 类的一个方法，用于获取某个类（包括父类）中所有声明的字段（包括私有字段、保护字段和公共字段）。

方法签名

java 复制代码

public Field[] getDeclaredFields() throws SecurityException

返回值

返回一个 Field[] 数组，其中包含了该类声明的所有字段（不包括继承自父类的字段）。
每个 Field 对象表示类中一个声明的字段。

主要特点

包括所有字段 ：getDeclaredFields() 会返回当前类中所有的字段，包括：
- 私有字段 （private）
- 保护字段 （protected）
- 公共字段 （public）
- 默认访问权限字段 （没有 public、protected、private 修饰符的字段）
不包含父类字段 ：如果当前类继承了父类，getDeclaredFields() 只返回当前类声明的字段 ，不会包括父类的字段。要获取所有字段（包括父类的字段），可以使用 getFields()。
不检查访问权限 ：通过 getDeclaredFields() 获取的字段对象，不会检查字段的访问修饰符。如果字段是 private 或者是 protected，你依然可以通过 Field 对象进行访问，只不过可能需要通过 setAccessible(true) 来绕过 Java 的访问控制检查。

设置字段可访问

如果你想访问 private 或 protected 字段，需要调用 setAccessible(true) 方法来绕过 Java 的访问控制检查。

与 `getFields()` 的区别

getDeclaredFields()：返回所有由类声明的字段，不考虑访问权限，不包括继承自父类的字段。
getFields()：只返回当前类及其父类中 public 修饰的字段，无法获取 private 或 protected 字段。

4. 总结

Java 反射，提供了一种动态访问和操作类字段的方式，能够突破 Java 的访问权限限制，例如：访问 private 字段、静态字段等。常用的反射操作包括：

获取字段 ：使用 getDeclaredField() 或 getField() 获取字段。
访问字段的值 ：使用 Field.get() 方法访问字段的值。
修改字段的值 ：使用 Field.set() 方法修改字段的值。
访问静态字段 ：静态字段是属于类的，因此可以通过 null 来表示该字段不依赖于实例。

通过反射，我们可以更加灵活地处理对象的成员，尤其是在动态创建和操作类实例、框架设计、序列化等方面，反射提供了极大的便利。然而，反射也带来了性能开销，因此应根据实际需求合理使用反射。所以说，并不能一味说反射就是最牛的，各有利弊，需恰当适用才是最强的。

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文末

好啦，以上就是我这期的全部内容，如果有任何疑问，欢迎下方留言哦，咱们下期见。

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如何快速掌握 Java 反射之获取类的字段？

前言

1. Java 反射机制概述

2. 获取类的字段

2.1 如何获取字段对象？

2.2 如何获取类中的所有字段？

2.3 如何访问私有字段？

2.4 如何访问静态字段？

2.5 如何修改字段的值？

3. Class类相关方法解析

3.1 getFields()

方法签名

返回值

主要特点

3.2 getDeclaredFields()

方法签名

返回值

主要特点

设置字段可访问

与 getFields() 的区别

4. 总结

文末

与 `getFields()` 的区别