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Java 反射 -超详细讲解（附源码）

老牧童 • • java • 阅读 194

Java 反射 -超详细讲解（附源码）  之前也有学习过反射，可是很快就忘了，也不知道有什么用，怎么用，故特此写下此文，以加深对java反射的理解1：反射概述  JAVA反射机制是在运行状态中1，对于任意一个类，都

大家好，欢迎来到IT知识分享网。

  学到spring框架的时候，发现反射思想很重要，故特此写下此文，以加深理解。

文章目录

1：反射概述

  JAVA反射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一个方法和属性；这种动态获取的信息以及动态调用对象的方法的功能称为java语言的反射机制。
  实际上，我们创建的每一个类也都是对象，即类本身是java.lang.Class类的实例对象。这个实例对象称之为类对象，也就是Class对象。那么，Class对象又是什么对象呢？

2：Class对象特点

  下图是Class类的api（图片来自于Java基础之—反射（非常重要））

在这里插入图片描述
   从图中可以得出以下几点：

  1. Class 类的实例对象表示正在运行的 Java 应用程序中的类和接口。也就是jvm中有很多的实例，每个类都有唯一的Class对象。
  2. Class 类没有公共构造方法。Class 对象是在加载类时由 Java 虚拟机自动构造的。也就是说我们不需要创建，JVM已经帮我们创建了。
  3. Class 对象用于提供类本身的信息，比如有几种构造方法， 有多少属性，有哪些普通方法

3：反射的使用

  假设我们现在有一个Hero类

package pojo;
public class Hero { 
   
	public String name; //姓名
    public float hp; //血量
    public float armor; //护甲
    public int moveSpeed; //移动速度
}

1:获取类对象

获取类对象有3种方式

  1. Class.forName（）（常用）
  2. Hero.class
  3. new Hero().getClass()

在一个JVM中，一种类，只会有一个类对象存在。所以以上三种方式取出来的类对象，都是一样。（此处准确是在ClassLoader下,只有一个类对象）

示例：

package pojo;
public class ObjectTest { 
   
	
	public static void main(String[] args) { 
   
        String className = "pogo.Hero";
		try { 
   
        	//获取类对象的第一种方式
            Class pClass1 = Class.forName(className);
            //获取类对象的第二种方式
            Class pClass2 = Hero.class;
            //获取类对象的第三种方式
            Class pClass3 = new Hero().getClass();
            System.out.println(pClass1==pClass2);//输出true
            System.out.println(pClass1==pClass3);//输出true
        } catch (ClassNotFoundException e) { 
   
            // TODO Auto-generated catch block
            e.printStackTrace();
        }
 }
}

  三种方式中，常用第一种，第二种需要导入类的包，依赖太强，不导包就抛编译错误。第三种对象都有了还要反射干什么。一般都第一种，一个字符串可以传入也可写在配置文件中等多种方法。

2 利用反射机制创建对象

基本步骤
  与传统的通过new 来获取对象的方式不同反射机制，反射会先拿到Hero的“类对象”,然后通过类对象获取“构造器对象”再通过构造器对象创建一个对象，具体步骤：

1.获取类对象 Class class = Class.forName("pojo.Hero");
2.获取构造器对象 Constructor con = clazz.getConstructor(形参.class);
3 获取对象 Hero hero =con.newInstance(实参);

上面是最简单的获取方法，当Hero的构造方法不是无参构造方法时，获取构造器对象略有不同，见下面测试：

构造方法不同时，获取构造器对象的方法

示例：

  1. Hero类添加6种构造方法
//---------------构造方法-------------------
	//（默认的构造方法）
	Hero(String str){ 
   
		System.out.println("(默认)的构造方法 s = " + str);
	}
	
	//无参构造方法
	public Hero(){ 
   
		System.out.println("调用了公有、无参构造方法执行了。。。");
	}
	
	//有一个参数的构造方法
	public Hero(char name){ 
   
		System.out.println("姓名：" + name);
	}
	
	//有多个参数的构造方法
	public Hero(String name ,float hp){ 
   
		System.out.println("姓名："+name+"血量："+ hp);
	}
	
	//受保护的构造方法
	protected Hero(boolean n){ 
   
		System.out.println("受保护的构造方法 n = " + n);
	}
	
	//私有构造方法
	private Hero(float hp){ 
   
		System.out.println("私有的构造方法 血量："+ hp);
	}
  1. 通过反射机制获取对象
package test;
public class ConstructorTest { 
   
	
	 
	/* * 通过Class对象可以获取某个类中的：构造方法、成员变量、成员方法；并访问成员； * * 1.获取构造方法： * 1).批量的方法： * public Constructor[] getConstructors()：所有"公有的"构造方法 public Constructor[] getDeclaredConstructors()：获取所有的构造方法(包括私有、受保护、默认、公有) * 2).获取单个的方法，并调用： * public Constructor getConstructor(Class... parameterTypes):获取单个的"公有的"构造方法： * public Constructor getDeclaredConstructor(Class... parameterTypes):获取"某个构造方法"可以是私有的，或受保护、默认、公有； * * 2.创建对象 * Constructor对象调用newInstance(Object... initargs) */

	 
	public static void main(String[] args) throws Exception { 
   
		//1.加载Class对象
		Class clazz = Class.forName("pojo.Hero");
		
		
		//2.获取所有公有构造方法
		System.out.println("**********************所有公有构造方法*********************************");
		Constructor[] conArray = clazz.getConstructors();
		for(Constructor c : conArray){ 
   
			System.out.println(c);
		}
		
		
		System.out.println("************所有的构造方法(包括：私有、受保护、默认、公有)***************");
		conArray = clazz.getDeclaredConstructors();
		for(Constructor c : conArray){ 
   
			System.out.println(c);
		}
		
		System.out.println("*****************获取公有、无参的构造方法*******************************");
		Constructor con = clazz.getConstructor(null);
		//1>、因为是无参的构造方法所以类型是一个null,不写也可以：这里需要的是一个参数的类型，切记是类型
		//2>、返回的是描述这个无参构造函数的类对象。
		System.out.println("con = " + con);
		//调用构造方法
		Object obj = con.newInstance();
		
		
		System.out.println("******************获取私有构造方法，并调用*******************************");
		con = clazz.getDeclaredConstructor(float.class);
		System.out.println(con);
		//调用构造方法
		con.setAccessible(true);//暴力访问(忽略掉访问修饰符)
		obj = con.newInstance(100);
	}
	

}

输出：

**********************所有公有构造方法*********************************
public pojo.Hero(java.lang.String,float)
public pojo.Hero(char)
public pojo.Hero()
************所有的构造方法(包括：私有、受保护、默认、公有)***************
private pojo.Hero(float)
protected pojo.Hero(boolean)
public pojo.Hero(java.lang.String,float)
public pojo.Hero(char)
public pojo.Hero()
pojo.Hero(java.lang.String)
*****************获取公有、无参的构造方法*******************************
con = public pojo.Hero()
调用了公有、无参构造方法执行了。。。
******************获取私有构造方法，并调用*******************************
private pojo.Hero(float)
私有的构造方法   血量：100.0

总结：

1.获取构造器对象方法：
  1).批量的方法：
public Constructor[] getConstructors()：所有”公有的”构造方法
public Constructor[] getDeclaredConstructors()：获取所有的构造方法(包括私有、受保护、默认、公有)
  2).获取单个的方法:
public Constructor getConstructor(Class… parameterTypes): 获取单个的”公有的”构造方法
public Constructor getDeclaredConstructor(Class…parameterTypes):获取”某个构造方法”可以是私有的，或受保护、默认、公有；

3: 获取成员变量并使用

基本步骤

1.获取HeroPlus类的对象 new方法/第2章中的方法 h
2. 获取属性 Field f1 = h.getDeclaredField("属性名")
3. 修改属性 f1.set(h，实参)，注意这里的h是对象，不是类对象

示例：

  1. 新增HeroPlus类
package pojo;
public class HeroPlus { 
   
	public String name;
    public float hp;
    public int damage;
    public int id;
     
    public String getName() { 
   
        return name;
    }
    public void setName(String name) { 
   
        this.name = name;
    }
    public HeroPlus(){ 
   
         
    }
    public HeroPlus(String string) { 
   
        name =string;
    }
 
    @Override
    public String toString() { 
   
        return "Hero [name=" + name + "]";
    }
    public boolean isDead() { 
   
        // TODO Auto-generated method stub
        return false;
    }
    public void attackHero(HeroPlus h2) { 
   
        System.out.println(this.name+ " 正在攻击 " + h2.getName());
    }
}
  1. 获取属性并修改
package test;
public class ParaTest { 
   
	 public static void main(String[] args) { 
   
         HeroPlus h =new HeroPlus();
         //使用传统方式修改name的值为garen
         h.name = "garen";
        
         try { 
   
             //获取类HeroPlus的名字叫做name的字段
             Field f1= h.getClass().getDeclaredField("name");
             //修改这个字段的值
             f1.set(h, "teemo");
             //打印被修改后的值
             System.out.println(h.name);
              
         } catch (Exception e) { 
   
             // TODO Auto-generated catch block
             e.printStackTrace();
         }
 }
}

补充：
getField和getDeclaredField的区别
   getField 只能获取public的，包括从父类继承来的字段。
   getDeclaredField 可以获取本类所有的字段，包括private的，但是 不能获取继承来的字段。 (注： 这里只能获取到private的字段，但并不能访问该private字段的值,除非加上setAccessible(true))

4: 获取成员方法并使用

  1. 获取HeroPlus类的对象 h
  2. 获取成员方法：
    public Method getMethod(String name ，Class<?>… parameterTypes):获取”公有方法”；（包含了父类的方法也包含Object类）
    public Method getDeclaredMethods(String name ，Class<?>… parameterTypes) :获取成员方法，包括私有的(不包括继承的)
    参数解释：
      name : 方法名；
      Class … : 形参的Class类型对象
  3. 调用方法
    Method –> public Object invoke(Object obj,Object… args):
    参数说明：
      obj : 要调用方法的对象；
      args:调用方式时所传递的实参；

示例：

package test;
public class MethodTest { 
   
	public static void main(String[] args) { 
   
	
	 HeroPlus h = new HeroPlus();
	 
     try { 
   
         // 获取这个名字叫做setName，参数类型是String的方法
         Method m = h.getClass().getMethod("setName", String.class);
         // 对h对象，调用这个方法
         m.invoke(h, "盖伦");
         // 使用传统的方式，调用getName方法
         System.out.println(h.getName());

     } catch (Exception e) { 
   
         // TODO Auto-generated catch block
         e.printStackTrace();
     }

 }
}

5: 获取main方法并使用

示例：

  1. HeroPlus 新增main方法
public static void main(String[] args) { 
   
		System.out.println("执行main方法");
	}
  1. 通过下面步骤获取main方法1
package test;
public class MainTest { 
   
	public static void main(String[] args) { 
   
		try { 
   
			//1、获取HeroPlus对象的字节码
			Class clazz = Class.forName("pojo.HeroPlus");
			
			//2、获取main方法,第一个参数：方法名称，第二个参数：方法形参的类型，
			 Method methodMain = clazz.getMethod("main", String[].class);
			//3、调用main方法
			// methodMain.invoke(null, new String[]{"a","b","c"});
			//第一个参数，对象类型，因为方法是static静态的，所以为null可以，第二个参数是String数组，这里要注意在jdk1.4时是数组，jdk1.5之后是可变参数
			//这里拆的时候将 new String[]{"a","b","c"} 拆成3个对象。所以需要将它强转。
			 methodMain.invoke(null, (Object)new String[]{ 
   "a","b","c"});//方式一
			// methodMain.invoke(null, new Object[]{new String[]{"a","b","c"}});//方式二
			
		} catch (Exception e) { 
   
			e.printStackTrace();
		}
		
		
	}
}

4 : 关于反射的用法举例

  反射非常强大，但是从上面的记录来看，反而觉得还不如直接调用方法来的直接和方便2。

  通常来说，需要在学习了Spring 的依赖注入，反转控制之后，才会对反射有更好的理解，所以先这里举两个例子，来演示一下反射的一种实际运用3。

1:通过反射运行配置文件内容

  1. 首先准备两个业务类
package service;
public class Service1 { 
   
    public void doService1(){ 
   
        System.out.println("业务方法1");
    }
}


package service;
public class Service2 { 
   
	public void doService2(){ 
   
        System.out.println("业务方法2");
    }
}
  1. 当需要从第一个业务方法切换到第二个业务方法的时候，使用非反射方式，必须修改代码，并且重新编译运行，才可以达到效果
package service;
public class CommonTest { 
   
	  public static void main(String[] args) { 
   
		  //new Service1().doService1();
		  //必须重新修改代码
	        new Service2().doService2();
	    }
}
  1. 使用反射方式则方便很多
  1. 首先准备一个配置文件，就叫做spring.txt吧, 放在src目录下。
    里面存放的是类的名称，和要调用的方法名。首先准备一个配置文件，就叫做spring.txt吧, 放在src目录下。里面存放的是类的名称，和要调用的方法名。
  2. 在测试类Test中，首先取出类名称和方法名，然后通过反射去调用这个方法。
  3. 当需要从调用第一个业务方法，切换到调用第二个业务方法的时候，不需要修改一行代码，也不需要重新编译，只需要修改配置文件spring.txt，再运行即可。

示例：
spring.txt内容

class=reflection.Service1
method=doService1

测试类

package service;
public class ReflectTest { 
   
	@SuppressWarnings({ 
    "rawtypes", "unchecked" })
    public static void main(String[] args) throws Exception { 
   
 
        //从spring.txt中获取类名称和方法名称
        File springConfigFile = new File("H:\\eclpise-workspace\\reflect-demo\\src\\spring.txt");
        Properties springConfig= new Properties();
        springConfig.load(new FileInputStream(springConfigFile));
        String className = (String) springConfig.get("class");
        String methodName = (String) springConfig.get("method");
         
        //根据类名称获取类对象
        Class clazz = Class.forName(className);
        //根据方法名称，获取方法对象
        Method m = clazz.getMethod(methodName);
        //获取构造器
        Constructor c = clazz.getConstructor();
        //根据构造器，实例化出对象
        Object service = c.newInstance();
        //调用对象的指定方法
        m.invoke(service);
         
    }
}

2:通过反射越过泛型检查

  泛型是在编译期间起作用的。在编译后的.class文件中是没有泛型的。所有比如T或者E类型啊，本质都是通过Object处理的。所以可以通过使用反射来越过泛型。

示例：

package test;
public class GenericityTest { 
   
	public static void main(String[] args) throws Exception{ 
   
		
	ArrayList<String> list = new ArrayList<>();
	list.add("this");
	list.add("is");
	
	// strList.add(5);报错
	
	/********** 越过泛型检查 **************/
	
	//获取ArrayList的Class对象，反向的调用add()方法，添加数据
	Class listClass = list.getClass(); 
	//获取add()方法
	Method m = listClass.getMethod("add", Object.class);
	//调用add()方法
	m.invoke(list, 5);
	
	//遍历集合
	for(Object obj : list){ 
   
		System.out.println(obj);
		}
	}

}

GitHub源码：java反射

  1. Java基础之—反射（非常重要） ↩︎

  2. 反射有什么用 ↩︎

  3. 深入分析Java方法反射的实现原理
    后记：
      本文部分内容引用自csdn的敬业的小码哥和How2jJava，如有侵权，请联系我 ↩︎

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上一篇 2024-03-20 17:26
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