一、概述&应用场景

Java反射机制是在运行状态中，对于任意一个类（Class）文件，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成为Java语言的反射机制。

简单说就是动态获取类中信息就是反射机制。

可以理解为对类的解剖。

二、细节&Class对象

class Class{
    提供获取字节码文件中的内容。
    比如：
    名称，字段，构造函数，一般函数
}
// 该类就可以获取字节码文件中的所有内容，那么反射就是依靠该类完成的。

想要对一个类文件进行解刨，只需要获取到该类的字节码文件对象即可。

java.lang.Class

Class类的类表示正在运行的Java应用程序中的类和接口。
枚举是一种类，一个注释是一种界面。每个数组也属于一个反映为类对象的类，该对象由具有相同元素类型和维数的所有数组共享。
原始Java类型（ boolean ， byte ， char ， short ， int ， long ， float和double ），和关键字void也表示为类对象。
类没有公共构造函数。相反，类对象由Java虚拟机自动构建，因为加载了类，并且通过调用类加载器中的defineClass方法。

三、获取Class对象的三种方式

要想对字节码文件进行解刨，必须要有字节码文件对象

Object类中的getClass方法
通过对象静态属性 .class来获取对应的Class对象
只要通过给定类的字符串名称就可以获取该类，更为拓展

1. object.getClass()

创建Person类

必须要明确具体的类，并且要创建对象，麻烦。

package com.hw.bean;

/**
 * @Description
 * @Author Administrator
 * @Date 2018/11/29
 */
public class Person {

    private String name;
    private int age;


    public void show() {
        System.out.println(name + "... show run ..." + age);
    }

    private void privateMethod() {
        System.out.println("privateMethod run...");
    }

    public void paramMethod(String str, int num) {
        System.out.println("paramMethod run..." + str + ": " + num);
    }

    public static void staticMethod() {
        System.out.println("staticMethod run ... ");
    }


    public String getName() {
        return name;
    }

    public void setName(String name) {
        this.name = name;
    }

    public int getAge() {
        return age;
    }

    public void setAge(int age) {
        this.age = age;
    }

    public Person() {
        super();
        System.out.println("person run ...");
    }

    public Person(String name, int age) {
        this.name = name;
        this.age = age;
        System.out.println("person param run ... name=" + name);
    }
}

测试用例

/**
 * 获取Class对象的三种方式
 * 1.Object类中的getClass()方法，必须要明确具体的类，并且要创建对象，麻烦。
 */
@Test
public void getClassObject_1() {
    Person person = new Person();
    Class clazz = person.getClass();

    Person person1 = new Person();
    Class clazz1 = person1.getClass();

    System.out.println(clazz == clazz1);
}

运行：

2. Object.class

相对简单，但是还是需要先明确类中的静态成员。不够拓展。

/**
 * 通过对象静态属性 .class来获取对应的Class对象
 */
public void getClassObject_2() {
    Class clazz = Person.class;
}

3. Class.forName(className)

这种方法只要有名称即可，更为方便，拓展性更强。

/**
 * 方式三：只要通过给定类的字符串名称就可以获取该类，更为拓展，forName
 */
@Test
public void getClassObject_3() throws ClassNotFoundException {
    String className = "com.hw.bean.Person";
    Class clazz = Class.forName(className);
    System.out.println(clazz);
}

运行：

四、获取Class中的构造函数

1. new创建对象

早期创建对象,先根据被new的类的名称找寻该类的字节码文件，并加载进内存，并创建该字节码文件对象，并接着创建该接文件的对应的Person对象

com.hw.bean.Person p = new com.hw.bean.Person();

2. 反射创建对象

找寻该名称类文件，并加载进内存，调用newInstance() 创建由此类对象表示的类的新实例。

@Test
public void createNewObject_1() throws Exception {
    // 早期创建对象,先根据被new的类的名称找寻该类的字节码文件，并加载进内存，
    // 并创建该字节码文件对象，并接着创建该接文件的对应的Person对象
    com.hw.bean.Person p = new com.hw.bean.Person();

    // 现在
    String name = "com.hw.bean.Person";
    // 找寻该名称类文件，并加载进内存，并产生Class对象
    Class clazz = Class.forName(name);
    // 通过空参构造器获取实例
    Object obj = clazz.newInstance();
}

当获取指定名称对应类中的所体现的对象时，而该对象初始化不是用空参数构造该怎么办呢？
既然是通过指定的构造函数，进行对象的初始化，所以应该先获取到构造函数。

3. 获取Class中的构造函数

getConstructor(类<?>… parameterTypes)

返回一个 Constructor对象，该对象反映 Constructor对象表示的类的指定的公共类函数。
parameterTypes参数是以声明顺序标识构造函数的形式参数类型的类对象的数组。
如果此类对象表示在非静态上下文中声明的内部类，则形式参数类型将显式包围实例作为第一个参数。
反映的构造是这样表示的类的公共构造类对象，其形式参数类型匹配那些由指定的parameterTypes 。

@Test
public void createNewObject_2() throws Exception {
    String name = "com.hw.bean.Person";
    Class clazz = Class.forName(name);
    // 获取指定方法参数的构造对象
    Constructor constructor = clazz.getConstructor(String.class, int.class);
    System.out.println(constructor);
    // 通过该构造器对象的newInstance()方法进行对象的初始化
    Object obj = constructor.newInstance("小明", 22);
}

运行

五、获取Class中的字段

1. getField(String name)

返回一个 Field对象，它反映此表示的类或接口的指定公共成员字段类对象。

/**
 * 获取字节码文件的字段
 */
@Test
public void getFieldDemo() throws Exception {

    Class clazz = Class.forName("com.hw.bean.Person");
    Field name = clazz.getField("name");
    System.out.println(name);
}

运行：

报错，原因是字段是私有的。

要反映的字段由以下算法确定。让C成为由该对象表示的类或接口：

如果C声明一个具有指定名称的公共字段，那就是要反映的字段。
如果在上述步骤1中没有找到字段，则将该算法递归地应用于C的每个直接超级接口。直接超级接口按照它们被声明的顺序被搜索。
如果在上面的步骤1和2中没有找到字段，并且C具有超类S，则该算法在S上递归地调用。如果C没有超类，则抛出NoSuchFieldException 。

2. getDeclaredField(String name)

只获取本类但包含私有

@Test
public void getFieldDemo() throws Exception {

    Class clazz = Class.forName("com.hw.bean.Person");

    Field field = // clazz.getField("name");
            clazz.getDeclaredField("name");
    Object instance = clazz.newInstance();
    Object age = field.get(instance);
}

运行：

还是报错，不能访问私有的

3. AccessibleObject 属性

AccessibleObject类是Field，Method和Constructor对象的基类。它提供了将反射对象标记为在使用它时抑制默认Java语言访问控制检查的功能。
当使用Fields，Methods或Constructors来设置或获取字段，调用方法，或创建和初始化新的类实例时，执行访问检查（对于public，默认（包）访问，受保护和私有成员）。

setAccessible(boolean flag) 暴力访问

将此对象的 accessible标志设置为指示的布尔值。

@Test
public void getFieldDemo() throws Exception {

    Class clazz = Class.forName("com.hw.bean.Person");

    Field field = // clazz.getField("name");
            clazz.getDeclaredField("name");
    // 对私有字段的访问取消权限检查。暴力访问
    field.setAccessible(true);
    Object instance = clazz.newInstance();
    // 对字段赋值
    field.set(instance,"张四");
    Object name = field.get(instance);
    System.out.println(name);
}

运行：

六、获取Class中的方法

1. getMethods()

获取的都是共有的方法（包括父类）
返回包含一个数组方法对象反射由此表示的类或接口的所有公共方法类对象，包括那些由类或接口和那些从超类和超接口继承的声明。
如果此类对象表示具有多个具有相同名称和参数类型但具有不同返回类型的公共方法的类型，则返回的数组对于每个此类方法都有一个方法对象。
如果此类对象表示与类初始化方法的类型，则返回的阵列不具有相应的方法对象。
如果此类对象表示一个数组类型，则返回的阵列具有方法对于每个由阵列类型从继承的公共方法对象Object 。它不包含方法对象clone() 。
如果此类对象表示一个接口，那么返回的数组不包含任何隐含声明的方法，从Object 。因此，如果在此接口或其任何超级接口中没有显式声明方法，则返回的数组的长度为0.（注意，表示类的类对象始终具有从Object公共方法）。
如果此类对象表示原始类型或空值，则返回的数组的长度为0。
由此类对象表示的类或接口的超级接口中声明的静态方法不被视为类或接口的成员。
返回的数组中的元素不会被排序，并且不是以任何特定的顺序。

/**
 * 获取指定Class中的公共函数
 */
@Test
public void getMethodDemo() throws Exception {
    Class clazz = Class.forName("com.hw.bean.Person");
    Method[] methods = clazz.getMethods();
    for (Method method : methods) {
        System.out.println(method);
    }
}

运行：

2. getDeclaredMethods()

获取本类中的所有的方法（包含私有的）
返回包含一个数组方法对象反射的类或接口的所有声明的方法，通过此表示类对象，包括公共，保护，默认（包）访问和私有方法，但不包括继承的方法。
如果此类对象表示具有多个具有相同名称和参数类型但具有不同返回类型的声明方法的类型，则返回的数组对于每个此类方法都有一个方法对象。
如果此类对象表示具有类初始化方法的类型，则返回的阵列不具有相应的方法对象。
如果此类对象表示没有声明方法的类或接口，则返回的数组的长度为0。
如果这个类对象表示一个数组类型，一个基本类型，或者是void，则返回的数组的长度为0。
返回的数组中的元素不会被排序，并且不是以任何特定的顺序。

@Test
public void getMethodDemo_2() throws Exception {
    Class clazz = Class.forName("com.hw.bean.Person");
    Method[] methods = clazz.getDeclaredMethods();
    for (Method method : methods) {
        System.out.println(method);
    }
}

运行：

3. getMethod(String name, 类<?>… parameterTypes)

获取单个方法
返回一个方法对象，它反映此表示的类或接口的指定公共成员方法类对象。
name参数是一个String它指定了所需方法的简单名称。
parameterTypes参数是以声明顺序标识方法的形式参数类型的类对象的数组。
如果parameterTypes是null ，它被视为一个空数组。

方法无参方式一：使用无参构造器（默认） method.invoke(o, null)

@Test
public void getMethodDemo_3() throws Exception {
    Class clazz = Class.forName("com.hw.bean.Person");
    // 获取空参的一般方法
    Method method = clazz.getMethod("show", null);
    Object o = clazz.newInstance();
    method.invoke(o, null);
    System.out.println(method);
}

运行：

方法无参方式二：使用有参构造器 method.invoke(o, null)

@Test
public void getMethodDemo_4() throws Exception {
    Class clazz = Class.forName("com.hw.bean.Person");
    // 获取空参的一般方法
    Method method = clazz.getMethod("show", null);
    // 获取带参构造器
    Constructor constructor = clazz.getConstructor(String.class, int.class);
    Object o = constructor.newInstance("小明", 12);
    method.invoke(o, null);
    System.out.println(method);
}

运行：

方法有参

@Test
public void getMethodDemo_5() throws Exception {
    Class clazz = Class.forName("com.hw.bean.Person");
    Method method = clazz.getMethod("paramMethod", String.class, int.class);
    // 获取带参构造器
    Constructor constructor = clazz.getConstructor(String.class, int.class);
    Object o = constructor.newInstance("小明", 12);
    method.invoke(o, "张三", 18);
    System.out.println(method);
}

运行：

七、源码

本章节源码: ReflectDemo

Tags: Java高级编程反射

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Java反射机制笔记