Java反射機(jī)制概念、原理與用法總結(jié)

更新時(shí)間：2017年11月07日 11:37:02 作者：趙彥軍

這篇文章主要介紹了Java反射機(jī)制概念、原理與用法,較為詳細(xì)的分析了java反射機(jī)制的概念、原理,并結(jié)合實(shí)例形式總結(jié)分析了java反射機(jī)制的具體使用方法與相關(guān)注意事項(xiàng),需要的朋友可以參考下

本文實(shí)例講述了Java反射機(jī)制概念、原理與用法。分享給大家供大家參考，具體如下：

反射機(jī)制是什么

反射機(jī)制是在運(yùn)行狀態(tài)中，對(duì)于任意一個(gè)類，都能夠知道這個(gè)類的所有屬性和方法；對(duì)于任意一個(gè)對(duì)象，都能夠調(diào)用它的任意一個(gè)方法和屬性；這種動(dòng)態(tài)獲取的信息以及動(dòng)態(tài)調(diào)用對(duì)象的方法的功能稱為java語言的反射機(jī)制。

反射機(jī)制能做什么

反射機(jī)制主要提供了以下功能：

① 在運(yùn)行時(shí)判斷任意一個(gè)對(duì)象所屬的類；
② 在運(yùn)行時(shí)構(gòu)造任意一個(gè)類的對(duì)象；
③ 在運(yùn)行時(shí)判斷任意一個(gè)類所具有的成員變量和方法；
④ 在運(yùn)行時(shí)調(diào)用任意一個(gè)對(duì)象的方法；
⑤ 生成動(dòng)態(tài)代理。

反射機(jī)制的相關(guān)API

InterFace 接口

package com.app;
public interface InterFace {
  void read() ;
}

Person 類

package com.app;
public class Person implements InterFace {
  private String id ;
  private String name ;
  public String age ;
  //構(gòu)造函數(shù)1
  public Person( ){
  }
  //構(gòu)造函數(shù)2
  public Person( String id ){
    this.id = id ;
  }
  //構(gòu)造函數(shù)3
  public Person( String id , String name ){
    this.id = id ;
    this.name = name ;
  }
  public String getId() {
    return id;
  }
  public void setId(String id) {
    this.id = id;
  }
  public String getName() {
    return name;
  }
  public void setName(String name) {
    this.name = name;
  }
  public String getAge() {
    return age;
  }
  public void setAge(String age) {
    this.age = age;
  }
  /**
   * 靜態(tài)方法
   */
  public static void update(){
  }
  @Override
  public void read() {
  }
}

獲取類：3種方法

package com.app;
public class T1 {
  public static void main(String[] args) {
    //第一種方法：forName
    try {
      Class<?> class1 = Class.forName("com.app.Person");
      System.out.println( class1 );
    } catch (ClassNotFoundException e) {
      e.printStackTrace();
    }
    //第二張方法：class
    Class<?> class2 = Person.class; 
    //第三種方法：getClass
    Person person = new Person(); 
    Class<?> class3 = person.getClass();
    System.out.println( class2 );
    System.out.println( class3 );
  }
}

運(yùn)行結(jié)果：

class com.app.Person
class com.app.Person
class com.app.Person

獲取所有的方法：getMethods( )

package com.app;
import java.lang.reflect.Method;
public class T1 {
  public static void main(String[] args) {
    try {
      //創(chuàng)建類
      Class<?> class1 = Class.forName("com.app.Person");
      //獲取所有的公共的方法
      Method[] methods = class1.getMethods() ;
      for (Method method : methods) {
        System.out.println( method );
      }
    } catch (ClassNotFoundException e) {
      e.printStackTrace();
    }
  }
}

運(yùn)行結(jié)果：

//自定義方法
public static void com.app.Person.update()
public java.lang.String com.app.Person.getName()
public void com.app.Person.read()
public java.lang.String com.app.Person.getId()
public void com.app.Person.setName(java.lang.String)
public void com.app.Person.setId(java.lang.String)
//父類Object類方法
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()

獲取所有實(shí)現(xiàn)的接口：getInterfaces()

package com.app;
public class T1 {
  public static void main(String[] args) {
    try {
      //創(chuàng)建類
      Class<?> class1 = Class.forName("com.app.Person");
      //獲取所有的接口
      Class<?>[] interS = class1.getInterfaces() ;
      for (Class<?> class2 : interS ) {
        System.out.println( class2 );
      }
    } catch (ClassNotFoundException e) {
      e.printStackTrace();
    }
  }
}

運(yùn)行結(jié)果：

interface com.app.InterFace

獲取父類：getSuperclass()

package com.app;
public class T1 {
  public static void main(String[] args) {
    try {
      //創(chuàng)建類
      Class<?> class1 = Class.forName("com.app.Person");
      //獲取父類
      Class<?> superclass = class1.getSuperclass() ;
      System.out.println( superclass );
    } catch (ClassNotFoundException e) {
      e.printStackTrace();
    }
  }
}

運(yùn)行結(jié)果：

//父類是Object類
class java.lang.Object

獲取所有的構(gòu)造函數(shù)：getConstructors()

package com.app;
import java.lang.reflect.Constructor;
public class T1 {
  public static void main(String[] args) {
    try {
      //創(chuàng)建類
      Class<?> class1 = Class.forName("com.app.Person");
      //獲取所有的構(gòu)造函數(shù)
      Constructor<?>[] constructors = class1.getConstructors() ;
      for (Constructor<?> constructor : constructors) {
        System.out.println( constructor );
      }
    } catch (ClassNotFoundException e) {
      e.printStackTrace();
    }
  }
}

運(yùn)行結(jié)果：

public com.app.Person(java.lang.String,java.lang.String)
public com.app.Person(java.lang.String)
public com.app.Person()

獲取所有的屬性：getDeclaredFields();

package com.app;
import java.lang.reflect.Constructor;
import java.lang.reflect.Field;
public class T1 {
  public static void main(String[] args) {
    try {
      //創(chuàng)建類
      Class<?> class1 = Class.forName("com.app.Person");
      //取得本類的全部屬性
      Field[] field = class1.getDeclaredFields();
      for (Field field2 : field) {
        System.out.println( field2 );
      }
    } catch (ClassNotFoundException e) {
      e.printStackTrace();
    }
  }
}

運(yùn)行結(jié)果：

private java.lang.String com.app.Person.id
private java.lang.String com.app.Person.name

可以看出屬性的修飾符是: private , 數(shù)據(jù)類型：String ，名字：id/name

創(chuàng)建實(shí)例：newInstance()

package com.app;
public class T1 {
  public static void main(String[] args) {
    try {
      //創(chuàng)建類
      Class<?> class1 = Class.forName("com.app.Person");;
      //創(chuàng)建實(shí)例化：相當(dāng)于 new 了一個(gè)對(duì)象
      Object object = class1.newInstance() ;
      //向下轉(zhuǎn)型
      Person person = (Person) object ;
    } catch (ClassNotFoundException e) {
      e.printStackTrace();
    } catch (InstantiationException e) {
      e.printStackTrace();
    } catch (IllegalAccessException e) {
      e.printStackTrace();
    }
  }
}

getDeclaredFields 和 getFields 的區(qū)別

getDeclaredFields()獲得某個(gè)類的所有申明的字段，即包括public、private和proteced，但是不包括父類的申明字段。
getFields()獲得某個(gè)類的所有的公共（public）的字段，包括父類。

小例子

package com.app;
import java.lang.reflect.Field;
public class T1 {
  public static void main(String[] args) {
    try {
      //創(chuàng)建類
      Class<?> class1 = Class.forName("com.app.Person");;
      //獲得所有的字段屬性：包括 
      Field[] declaredFields = class1.getDeclaredFields() ;
      Field[] fields = class1.getFields() ;
      for( Field field : declaredFields ){
        System.out.println( "de-- " + field );
      }
      for( Field field : fields ){
        System.out.println( "fields-- " + field );
      }
    } catch (ClassNotFoundException e) {
      e.printStackTrace();
    }
  }
}

運(yùn)行結(jié)果：

de-- private java.lang.String com.app.Person.id
de-- private java.lang.String com.app.Person.name
de-- public java.lang.String com.app.Person.age
fields-- public java.lang.String com.app.Person.age

實(shí)戰(zhàn)1：通過反射，獲取對(duì)象實(shí)例，并且操作對(duì)象的方法

package com.app;
public class T1 {
  public static void main(String[] args) {
    try {
      //創(chuàng)建類
      Class<?> class1 = Class.forName("com.app.Person");;
      //創(chuàng)建實(shí)例化：相當(dāng)于 new 了一個(gè)對(duì)象
      Object object = class1.newInstance() ;
      //向下轉(zhuǎn)型       
      Person person = (Person) object ;
      person.setId( "100");
      person.setName( "jack") ; 
      System.out.println( "id: " + person.getId() + " name: " + person.getName() );
    } catch (ClassNotFoundException e) {
      e.printStackTrace();
    } catch (InstantiationException e) {
      e.printStackTrace();
    } catch (IllegalAccessException e) {
      e.printStackTrace();
    }
  }
}

運(yùn)行結(jié)果：

id: 100 name: jack

實(shí)戰(zhàn)2：通過反射獲取對(duì)象字段屬性，并且賦值

package com.app;
import java.lang.reflect.Field;
public class T1 {
  public static void main(String[] args) {
    try {
      //創(chuàng)建類
      Class<?> class1 = Class.forName("com.app.Person");
      //創(chuàng)建實(shí)例
      Object person = class1.newInstance();
      //獲得id 屬性
      Field idField = class1.getDeclaredField( "id" ) ;
      //給id 屬性賦值
      idField.set( person , "100") ;
      //打印 person 的屬性值
      System.out.println( idField.get( person ));
    } catch (InstantiationException e) {
      e.printStackTrace();
    } catch (IllegalAccessException e) {
      e.printStackTrace();
    } catch (NoSuchFieldException e) {
      e.printStackTrace();
    } catch (SecurityException e) {
      e.printStackTrace() ;
    } catch (ClassNotFoundException e) {
      e.printStackTrace();
    }
  }
}

運(yùn)行結(jié)果：

java.lang.IllegalAccessException: Class com.app.T1 can not access a member of class com.app.Person with modifiers "private"
  at sun.reflect.Reflection.ensureMemberAccess(Unknown Source)
  at java.lang.reflect.AccessibleObject.slowCheckMemberAccess(Unknown Source)
  at java.lang.reflect.AccessibleObject.checkAccess(Unknown Source)
  at java.lang.reflect.Field.set(Unknown Source)
  at com.app.T1.main(T1.java:20)

程序崩潰，原因是：id 這個(gè)屬性的是 private 私有的，不能修改它的值。

改進(jìn)：

添加 idField.setAccessible( true );

完整的代碼為：

package com.app;
import java.lang.reflect.Field;
public class T1 {
  public static void main(String[] args) {
    try {
      //創(chuàng)建類
      Class<?> class1 = Class.forName("com.app.Person");
      //創(chuàng)建實(shí)例
      Object person = class1.newInstance();
      //獲得id 屬性
      Field idField = class1.getDeclaredField( "id" ) ;
      //打破封裝 實(shí)際上setAccessible是啟用和禁用訪問安全檢查的開關(guān),并不是為true就能訪問為false就不能訪問 
      //由于JDK的安全檢查耗時(shí)較多.所以通過setAccessible(true)的方式關(guān)閉安全檢查就可以達(dá)到提升反射速度的目的 
      idField.setAccessible( true );
      //給id 屬性賦值
      idField.set( person , "100") ;
      //打印 person 的屬性值
      System.out.println( idField.get( person ));
    } catch (InstantiationException e) {
      e.printStackTrace();
    } catch (IllegalAccessException e) {
      e.printStackTrace();
    } catch (NoSuchFieldException e) {
      e.printStackTrace();
    } catch (SecurityException e) {
      e.printStackTrace() ;
    } catch (ClassNotFoundException e) {
      e.printStackTrace();
    }
  }
}

運(yùn)行結(jié)果：

實(shí)戰(zhàn)3：綜合訓(xùn)練，反射操作屬性和方法

package com.app;
import java.lang.reflect.Field;
import java.lang.reflect.InvocationTargetException;
import java.lang.reflect.Method;
public class T1 {
  public static void main(String[] args) {
    try {
      //創(chuàng)建類
      Class<?> class1 = Class.forName("com.app.Person");
      //創(chuàng)建實(shí)例
      Object person = class1.newInstance();
      //獲得id 屬性
      Field idField = class1.getDeclaredField( "id" ) ;
      //打破封裝 實(shí)際上setAccessible是啟用和禁用訪問安全檢查的開關(guān),并不是為true就能訪問為false就不能訪問 
      //由于JDK的安全檢查耗時(shí)較多.所以通過setAccessible(true)的方式關(guān)閉安全檢查就可以達(dá)到提升反射速度的目的 
      idField.setAccessible( true );
      //給id 屬性賦值
      idField.set( person , "100") ;
      //獲取 setName() 方法
      Method setName = class1.getDeclaredMethod( "setName", String.class ) ;
      //打破封裝 
      setName.setAccessible( true );
      //調(diào)用setName 方法。
      setName.invoke( person , "jack" ) ;
      //獲取name 字段
      Field nameField = class1.getDeclaredField( "name" ) ;
      //打破封裝 
      nameField.setAccessible( true );
      //打印 person 的 id 屬性值
      String id_ = (String) idField.get( person ) ;
      System.out.println( "id: " + id_ );
      //打印 person 的 name 屬性值
      String name_ = ( String)nameField.get( person ) ;
      System.out.println( "name: " + name_ );
      //獲取 getName 方法
      Method getName = class1.getDeclaredMethod( "getName" ) ;
      //打破封裝 
      getName.setAccessible( true );
      //執(zhí)行g(shù)etName方法，并且接收返回值
      String name_2 = (String) getName.invoke( person ) ;
      System.out.println( "name2: " + name_2 );
    } catch (IllegalArgumentException e) {
      e.printStackTrace();
    } catch (InvocationTargetException e) {
      e.printStackTrace();
    } catch (NoSuchMethodException e) {
      e.printStackTrace();
    } catch (InstantiationException e) {
      e.printStackTrace();
    } catch (IllegalAccessException e) {
      e.printStackTrace();
    } catch (NoSuchFieldException e) {
      e.printStackTrace();
    } catch (SecurityException e) {
      e.printStackTrace() ;
    } catch (ClassNotFoundException e) {
      e.printStackTrace();
    }
  }
}

運(yùn)行結(jié)果：

id: 100
name: jack
name2: jack

實(shí)戰(zhàn)4：靜態(tài)屬性、靜態(tài)方法調(diào)用

定義 Util 類

package com.app;
public class Util {
  public static String name = "json" ;
  /**
   * 沒有返回值，沒有參數(shù)
   */
  public static void getTips(){
    System.out.println( "執(zhí)行了---------1111");
  }
  /**
   * 有返回值，沒有參數(shù)
   */
  public static String getTip(){
    System.out.println( "執(zhí)行了---------2222");
    return "tip2" ;
  }
  /**
   * 沒有返回值，有參數(shù)
   * @param name
   */
  public static void getTip( String name ){
    System.out.println( "執(zhí)行了---------3333 參數(shù)： " + name );
  }
  /**
   * 有返回值，有參數(shù)
   * @param id
   * @return
   */
  public static String getTip( int id ){
    System.out.println( "執(zhí)行了---------4444 參數(shù)： " + id );
    if ( id == 0 ){
      return "tip1 444 --1 " ;
    }else{
      return "tip1 444 --2" ;
    }
  }
}

完整小例子：

package com.app;
import java.lang.reflect.Field;
import java.lang.reflect.InvocationTargetException;
import java.lang.reflect.Method;
public class T1 {
  public static void main(String[] args) {
    try {
      //創(chuàng)建類
      Class<?> class1 = Class.forName("com.app.Util");
      //獲取 nameField 屬性
      Field nameField = class1.getDeclaredField( "name" ) ;
      //獲取 nameField 的值
      String name_ = (String) nameField.get( nameField ) ;
      //輸出值
      System.out.println( name_ );
      //沒有返回值，沒有參數(shù)
      Method getTipMethod1 = class1.getDeclaredMethod( "getTips" ) ; 
      getTipMethod1.invoke( null ) ;
      //有返回值，沒有參數(shù)
      Method getTipMethod2 = class1.getDeclaredMethod( "getTip" ) ; 
      String result_2 = (String) getTipMethod2.invoke( null ) ;
      System.out.println( "返回值： "+ result_2 );
      //沒有返回值，有參數(shù)
      Method getTipMethod3 = class1.getDeclaredMethod( "getTip" , String.class ) ; 
      String result_3 = (String) getTipMethod3.invoke( null , "第三個(gè)方法" ) ;
      System.out.println( "返回值： "+ result_3 );
      //有返回值，有參數(shù)
      Method getTipMethod4 = class1.getDeclaredMethod( "getTip" , int.class ) ; 
      String result_4 = (String) getTipMethod4.invoke( null , 1 ) ;
      System.out.println( "返回值： "+ result_4 );
    } catch (InvocationTargetException e) {
      e.printStackTrace();
    } catch (IllegalArgumentException e) {
      e.printStackTrace();
    } catch (NoSuchMethodException e) {
      e.printStackTrace();
    } catch (IllegalAccessException e) {
      e.printStackTrace();
    } catch (NoSuchFieldException e) {
      e.printStackTrace();
    } catch (SecurityException e) {
      e.printStackTrace() ;
    } catch (ClassNotFoundException e) {
      e.printStackTrace();
    }
  }
}

運(yùn)行結(jié)果：

json
執(zhí)行了---------1111
執(zhí)行了---------2222
返回值： tip2
執(zhí)行了---------3333 參數(shù)： 第三個(gè)方法
返回值： null
執(zhí)行了---------4444 參數(shù)： 1
返回值： tip1 444 --2

當(dāng)參數(shù)是 int 類型和 Integer 類型，反射獲取方法不一樣

① 當(dāng)參數(shù)是 int 類型時(shí)

/**
* 沒有返回值，有參數(shù)
* @param id
*/
public static void getTip( int id ){
}

獲取方法的時(shí)候需要用：int.class。不能使用 Integer.class. 會(huì)報(bào)錯(cuò)。

Method getTipMethod4 = class.getDeclaredMethod( "getTip" , int.class ) ; 
String result_4 = (String) getTipMethod4.invoke( null , 1 ) ;
System.out.println( "返回值： "+ result_4 );

② 當(dāng)參數(shù)是 Integer類型時(shí)

/**
* 沒有返回值，有參數(shù)
* @param id
*/
public static void getTip( Integer id ){
}

獲取方法的時(shí)候需要用：Integer .class。不能使用 int.class. 會(huì)報(bào)錯(cuò)。

Method getTipMethod4 = class.getDeclaredMethod( "getTip" , Integer .class ) ; 
String result_4 = (String) getTipMethod4.invoke( null , 1 ) ;
System.out.println( "返回值： "+ result_4 );

創(chuàng)建對(duì)象實(shí)例

Person 類

package com.app;
public class Person{
  private String id ;
  private String name ;
  //構(gòu)造函數(shù)1
  public Person( ){
    System.out.println( "構(gòu)造函數(shù) 無參" );
  }
  //構(gòu)造函數(shù)2
  public Person( String id ){
    this.id = id ;
    System.out.println( "構(gòu)造函數(shù) id : " + id );
  }
  //構(gòu)造函數(shù)3
  public Person( String id , String name ){
    this.id = id ;
    this.name = name ;
    System.out.println( "構(gòu)造函數(shù) id : " + id + " name: " + name );
  }
  public String getId() {
    return id;
  }
  public void setId(String id) {
    this.id = id;
  }
  public String getName() {
    return name;
  }
  public void setName(String name) {
    this.name = name;
  }
}

創(chuàng)建實(shí)例實(shí)戰(zhàn)

package com.app;
import java.lang.reflect.Constructor;
import java.lang.reflect.InvocationTargetException;
public class T1 {
  public static void main(String[] args) {
    try {
      //創(chuàng)建類
      Class<?> class1 = Class.forName("com.app.Person");
      //無參構(gòu)造函數(shù)
      Object object = class1.newInstance() ;
      //有參構(gòu)造函數(shù)：一個(gè)參數(shù)
      Constructor<?> constructor = class1.getDeclaredConstructor( String.class ) ;
      constructor.newInstance( "1000" ) ;
      //有參構(gòu)造函數(shù)：二個(gè)參數(shù)
      Constructor<?> constructor2 = class1.getDeclaredConstructor( String.class , String.class ) ;
      constructor2.newInstance( "1001" , "jack" ) ;
    } catch (InstantiationException e) {
      e.printStackTrace();
    } catch (IllegalAccessException e) {
      e.printStackTrace();
    } catch (InvocationTargetException e) {
      e.printStackTrace();
    } catch (IllegalArgumentException e) {
      e.printStackTrace();
    } catch (NoSuchMethodException e) {
      e.printStackTrace();
    } catch (SecurityException e) {
      e.printStackTrace() ;
    } catch (ClassNotFoundException e) {
      e.printStackTrace();
    }
  }
}

運(yùn)行結(jié)果

構(gòu)造函數(shù) 無參
構(gòu)造函數(shù) id : 1000
構(gòu)造函數(shù) id : 1001 name: jack

總結(jié)

Class類提供了四個(gè)public方法，用于獲取某個(gè)類的構(gòu)造方法。

Constructor getConstructor(Class[] params)     根據(jù)構(gòu)造函數(shù)的參數(shù)，返回一個(gè)具體的具有public屬性的構(gòu)造函數(shù)
Constructor getConstructors()     返回所有具有public屬性的構(gòu)造函數(shù)數(shù)組
Constructor getDeclaredConstructor(Class[] params)     根據(jù)構(gòu)造函數(shù)的參數(shù)，返回一個(gè)具體的構(gòu)造函數(shù)（不分public和非public屬性）
Constructor getDeclaredConstructors()    返回該類中所有的構(gòu)造函數(shù)數(shù)組（不分public和非public屬性）

四種獲取成員方法的方法

Method getMethod(String name, Class[] params)    根據(jù)方法名和參數(shù)，返回一個(gè)具體的具有public屬性的方法
Method[] getMethods()    返回所有具有public屬性的方法數(shù)組
Method getDeclaredMethod(String name, Class[] params)    根據(jù)方法名和參數(shù)，返回一個(gè)具體的方法（不分public和非public屬性）
Method[] getDeclaredMethods()    返回該類中的所有的方法數(shù)組（不分public和非public屬性）

四種獲取成員屬性的方法

Field getField(String name)    根據(jù)變量名，返回一個(gè)具體的具有public屬性的成員變量
Field[] getFields()    返回具有public屬性的成員變量的數(shù)組
Field getDeclaredField(String name)    根據(jù)變量名，返回一個(gè)成員變量（不分public和非public屬性）
Field[] getDelcaredField()    返回所有成員變量組成的數(shù)組（不分public和非public屬性）

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