Java SE基础2：Class类与反射

Posted 2020-12-16 codespoon

有时候我们需要在程序中创建新的对象，而这个对象的类型我们事先并不知道，也就是说要在运行中动态地获得类的信息和创建新的对象。下面介绍如何利用动态获取类信息。

Class类：保存和类有关的信息的类

• 需要了解的概念

  • RTTI（RunTime Type Information，运行时类型信息）能够在程序运行时发现和使用类型信息

  • Class对象就保存着运行时类型信息RTTI，表示一个特定类的属性

  • Class类实际上表示的是一个泛型类Class<?>

  • 当编译一个新类时JVM会调用类加载器把这个类加载到内存中

    • 类加载器首先会检查这个类的 Class 对象是否已经加载，如果尚未加载，默认的类加载器就会根据类名查找 .class 文件

    • 一旦某个类的 Class 对象被载入内存，它就可以用来创建这个类的所有对象

  • JVM为每个类型管理一个Class对象

• 利用Class类得到类的信息和实例化一个类

  • Class.getName()方法

    • 返回类的名字，如果类在一个包中还会加上包名

    • 使用getSimpleName()得到不带包名的类名

  • Class.forName(String className)方法

    • 获得className类名对应的Class对象

  • Object.newInstance()方法

    • 可以用来动态地创建一个类的实例

    • 方法调用类的默认构造器（没有参数的构造器），如果没有默认构造器，就会抛出一个异常

    • 如果要调用带参数的构造器，使用Constructor类中的newInstance方法

  • 例程

    • 代码

      System.out.println("静态创建一个新的对象");
      Employee ae = new Employee();
      System.out.println(ae);
      //使用getClass.getName得到类名
      String cName = ae.getClass().getName();
      //再用forName和newInstance动态创建一个对象
      System.out.println("getClass()+forName()动态创建一个新的对象");
      Object o = Class.forName(cName).newInstance();
      System.out.println(o.getClass());//会输出实际类型Employee
      System.out.println(o);
      
      //先定义一个类名 再新建对象
      String m = "CoreJava.c5_inheritance.Manager";
      System.out.println("先定义再forName()动态创建一个新的对象");
      Object am = Class.forName(m).newInstance();
      System.out.println(am.getClass());//会输出实际类型Manager
      System.out.println(am);
      

    • 结果
      

反射：分析类的能力

• 利用Field类查看任意对象的数据域名称和类型

  • 首先获得要分析类的Class对象getClass()/forName()

  • getField(String fieldName) 和 getFileds() 能获取Class对象的对应域（getDeclared(), getDeclaredFields()获取所有已声明域，包括私有域）

  • Field.getName()能获取域名称，Field.getType()能获取域类型

  • 例程

    • 代码

      System.out.println("利用反射获得所有域");
      Manager manager = new Manager();
      Class clazz = manager.getClass();//先得到类的运行时信息
      Field[] fields = clazz.getDeclaredFields();//获得所有声明的域（包括私有域）
      for (Field f : fields)
      System.out.println(f.getType() + " " + f.getName());
      

    • 结果
      

• 获得域中的值并修改

  • Field.get(Object obj)

    • 可以获得obj对象中用Filed对象表示的域值（设 f 是Field的一个实例，表示Manager类中的salary域，那么f.get(m)可以获得Manager实例m中salary域的值）

    • 如果是私有域，需要先设置可访问标志为true : fild.setAccessible(true)

  • Field.set(object obj, Object newValue)

    • 用一个新值设置obj对象中Field对象表示的域

  • 例程

    • 代码

      //获得域中的值并修改
      System.out.println("利用反射获得域中的值并修改");
      System.out.println("使用类方法getSalary()：" + manager.getSalary());
      Field managerSalaryField = clazz.getDeclaredField("salary");//注意异常处理
      managerSalaryField.setAccessible(true);//设置可访问标志为true，访问私有域
      System.out.println("使用反射获得salary：" + managerSalaryField.get(manager));//注意异常处理
      System.out.println("使用反射修改salary");
      managerSalaryField.set(manager, 999);
      System.out.println("修改后salary：" + manager.getSalary());
      

    • 结果
      

• 利用Method类获得任意方法名称和返回值

  • Class.getMethod(String methodName, Class<?>[] paramTypes) 和 Class.getMethods() 分别能获得类的对应Method对象和所有Method对象

  • Method.getName()获得方法名

  • Methord.getReturnType()获得方法返回类型

  • 例程

    • 代码

      System.out.println("利用反射获得所有方法");
      Method[] methods = clazz.getMethods();
      for (Method method : methods)
          System.out.println(method.getReturnType().getSimpleName() + " " + method.getName() + " ");
      

    • 结果
      

• 调用任意方法

  • Method.invoke(Object obj, Object... params)可以调用obj对象中Method对象表示的方法，params是方法参数。对于静态方法第一个参数可以传入null

  • 例程

    • 代码

      System.out.println("利用反射调用任意方法");
      System.out.println("修改前salary：" + manager.getSalary());
      Method setManagerSalaryMethod = clazz.getMethod("setSalary", int.class);
      setManagerSalaryMethod.invoke(manager, 222);//第一个参数为执行对象，静态方法可传入null
      System.out.println("修改后salary：" + manager.getSalary());
      

    • 结果