一文搞懂Java中的反射機制

更新時間：2022年07月19日 09:23:13 作者：XH學(xué)Java

Java的反射機制是在運行狀態(tài)中，對于任何一個類，都可以知道這個類的所有屬性和方法，對于任何一個對象，都可以調(diào)用它所有的方法和屬性，修改部分類型信息。本文就來詳細講講Java反射機制的使用

一. 反射的概念

Java的反射機制是在運行狀態(tài)中，對于任何一個類，都可以知道這個類的所有屬性和方法，對于任何一個對象，都可以調(diào)用它所有的方法和屬性，修改部分類型信息，這種動態(tài)獲取信息以及動態(tài)調(diào)用對象方法的功能稱為Java的反射機制

二. 為什么需要反射

在日常的第三方開發(fā)中，經(jīng)常遇到某個類的方法或?qū)傩允撬接械?，這時候就可以利用反射機制來獲取所需要的私有方法或?qū)傩?/p>

我們在進行Java程序開發(fā)時，為了開發(fā)效率，一般會選擇IDE開發(fā)環(huán)境，IDE開發(fā)環(huán)境有一個強大的功能就是自動提示功能，IDE是如何知道對象中有哪些屬性和方法呢？

反射最重要的用途就是開發(fā)各種通用框架，比如在spring中，我們將所有的類Bean交給spring容器管理，無論是XML配置Bean還是注解配置，當(dāng)我們從容器中獲取Bean來依賴注入時，容器會讀取配置，而配置中給的就是類的信息，spring根據(jù)這些信息，需要創(chuàng)建那些Bean，spring就動態(tài)的創(chuàng)建這些類

三. 反射的基石

反射的基石是字節(jié)碼文件對象

Java的源文件是不能直接進行運行的，需要先進行編譯為.class的字節(jié)碼文件，然后使用雙親委派模型被類加載器加載到虛擬機中形成字節(jié)碼文件對象，才可以在JVM中運行

何時才能觸發(fā)類的加載呢？只要需要用類就會觸發(fā)類的加載，比如：

new一個對象的時候
訪問一個靜態(tài)成員的時候
訪問一個靜態(tài)方法的時候
創(chuàng)建一個子類對象的時候
java命令執(zhí)行一個字節(jié)碼文件的時候
通過反射機制創(chuàng)建一個字節(jié)碼文件對象的時候

在Java中，一切皆對象，當(dāng)字節(jié)碼文件加載到JVM中，會形成一個Class類對象，即該類在jvm中變成了一個對象

字節(jié)碼文件對象包含了三部分內(nèi)容：

構(gòu)造方法---Constructor對象

成員方法---Method對象

成員變量---Filed對象

四. 反射的實現(xiàn)

反射的第一步就是先獲取Class類對象，也就是字節(jié)碼文件對象，然后通過Class對象的核心方法達到反射的目的

1. 獲取字節(jié)碼文件對象

獲取Class對象有三種方式：

使用Class.forName("類的全路徑名")，可能會拋出ClassNotFoundException異常
使用類名.class，需要在編譯期間就明確要操作的類
使用對象.getClass()方法，需要先將對象創(chuàng)建出類

先創(chuàng)建一個Student類，將它的屬性，方法都設(shè)置為私有的

public class Student {
    private String name;
    private int age;
 
     public Student(String name, int age) {
        this.name = name;
        this.age = age;
    }
 
    private String getName() {
        return name;
    }
 
    private void setName(String name) {
        this.name = name;
    }
 
    private int getAge() {
        return age;
    }
 
    private void setAge(int age) {
        this.age = age;
    }
 
    @Override
    public String toString() {
        return "Student{" +
                "name='" + name + '\'' +
                ", age=" + age +
                '}';
    }
}

這時候，Student類的全路徑名為：反射枚舉lambda.Student

下面是獲取字節(jié)碼對象三種方式的代碼展示：

public class TestReflect {
    public static void main(String[] args) {
        //獲取字節(jié)碼文件對象
        //1.使用Class.forName("類的全路徑")
        try {
            Class<?> stuClass1 = Class.forName("反射枚舉lambda.Student");
            System.out.println(stuClass1);
            //2.使用類.class
            Class<?> stuClass2 = Student.class;
            System.out.println(stuClass2);
            System.out.println(stuClass1==stuClass2); //true，字節(jié)碼文件只有一份，故是同一個對象
            //3.使用對象.getClass()
            //該方法需要先創(chuàng)建對象，故先將Student類的構(gòu)造方法改為公有的再進行下述操作
            Student student = new Student("張三",26);
            Class<?> stuClass3 = student.getClass();
            System.out.println(stuClass3);
            System.out.println(stuClass2==stuClass3); //true，字節(jié)碼文件只有一份，故是同一個對象
        } catch (ClassNotFoundException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

打印結(jié)果：字節(jié)碼文件只有一份，所以不同方式獲得的是同一個對象

2. 反射的使用

2.1 反射構(gòu)造方法創(chuàng)建實例

與反射相關(guān)的包都在import java.lang.reflect包下面

方法	說明
Constructor[] getConstructors()	獲取類中所有公有的構(gòu)造器對象
Constructor<T> getConstructors(Class...<T> paramTypes)	獲取參數(shù)匹配的共有的構(gòu)造器對象
Constructor[] getDeclaredConstructors()	獲取類中所有的構(gòu)造器對象，包括私有的
Constructor<T> getDeclaredConstructors(Class...<T> paramTypes)	獲取類中參數(shù)匹配的構(gòu)造器對象，包括私有的

具體步驟：

獲取字節(jié)碼文件對象
使用字節(jié)碼對象獲取構(gòu)造方法
設(shè)置構(gòu)造方法權(quán)限
使用構(gòu)造方法創(chuàng)建實例對象

代碼示例：

    public static void main(String[] args) {
        try {
            //1.獲取字節(jié)碼對象
            Class<?> stuClass = Class.forName("反射枚舉lambda.Student");
            //2.獲取構(gòu)造方法
            Constructor<?> stuConstructor = stuClass.getDeclaredConstructor(String.class,int.class); //參數(shù)也是class類型
            //3.修改方法的訪問權(quán)限
            stuConstructor.setAccessible(true);
            //4.調(diào)用該方法
            Object object = stuConstructor.newInstance("李四",23); //newInstance()創(chuàng)建類的實例,為Object類型 
            Student s = (Student) object;
            System.out.println(s);
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }

打印結(jié)果：

2.2 反射屬性

方法	說明
getFields()	獲取所有公有的屬性對象
getField(String name)	獲取某個公有的屬性對象
getDeclaredFields()	獲取所有的屬性對象，包括私有屬性
getDeclaredField(String name)	獲取某個屬性對象，包括私有屬性

具體步驟：

獲取字節(jié)碼對象
使用字節(jié)碼對象獲取屬性
設(shè)置屬性權(quán)限
調(diào)用方法設(shè)置屬性值

代碼示例：

//反射屬性
Field sutAge = stuClass.getDeclaredField("age"); //參數(shù)為屬性
sutAge.setAccessible(true);
sutAge.setInt(s,18); //設(shè)置屬性值為int，第一個參數(shù)為哪個對象，第二個參數(shù)為設(shè)置值
System.out.println(s);

打印結(jié)果：將對象s的age設(shè)置為18

2.3 反射方法

方法	說明
getMethods()	獲取該類所有的公有的方法
getMethod(String name,Class...<?> parameterTypes)	獲取該類某個公有的方法
getDeclaredMethods()	獲取該類所有方法，包括私有
getDeclaredMethod(String name,Class...<?> parameterTypes)	獲取該類某個方法，包括私有

具體步驟：

獲取字節(jié)碼對象
使用字節(jié)碼對象獲取方法
設(shè)置方法權(quán)限
使用方法.invoke調(diào)用，第一個參數(shù)為哪個對象，后面參數(shù)為方法參數(shù)的具體值

代碼示例：

//反射方法
Method setNameMethod = stuClass.getDeclaredMethod("setName", String.class); //第一個參數(shù)為方法名，后面參數(shù)為方法參數(shù)
setNameMethod.setAccessible(true);
setNameMethod.invoke(s,"王五");
System.out.println(s);

打印結(jié)果：將對象s的姓名改為王五