十分钟深刻理解Java高级特性——反射

Posted 2021-08-13 高、远

文章目录

• 【0】在学习反射之前我们必须知道的一些知识（前言）
• • ①什么是class类？有什么用？
  • ②“一个类（而不是一个对象）在 JVM 中只会有一个Class实例”是什么意思
• 【1】反射是什么？
• 【2】反射有什么作用？
• • 一、我们直接来上一张图给出反射的作用！
  • 二、Java提供反射主要有那些用处？
• 【3】我们如何使用反射？
• • ①获取Class对象（使用反射就必须要先获取Class对象）
  • ②利用反射创建实例
  • ③获取构造器信息
  • ④获取成员变量信息
  • ⑤调用实体类中的方法
  • • 1. 首先需要获取类中的方法——4中方法（同上述获取构造器和属性类似）：
    • 2. 当我们从类中获取了一个方法后，我们就可以用 invoke() 方法来调用这个方法。invoke 方法的原型为:
  • ⑥利用反射创建数组

【0】在学习反射之前我们必须知道的一些知识（前言）

①什么是class类？有什么用？

• 反射始于Class，Class是一个类，封装了当前对象所对应的类的信息。一个类中有属性，方法，构造器等，比如说有一个Person类，一个Order类，一个Book类，这些都是不同的类，现在需要一个类，用来描述类，这就是Class，它应该有类名，属性，方法，构造器等。Class是用来描述类的类。Class类是一个对象照镜子的结果，对象可以看到自己有哪些属性，方法，构造器，实现了哪些接口等等。对于每个类而言，JRE 都为其保留一个不变的 Class 类型的对象。一个 Class 对象包含了特定某个类的有关信息。 对象只能由系统建立对象，一个类（而不是一个对象）在 JVM 中只会有一个Class实例。（最后一句话好好理解）
• 在java世界里，一切皆对象。从某种意义上来说，java有两种对象：实例对象和Class对象。每个类的运行时的类型信息就是用Class对象表示的。它包含了与类有关的信息。其实我们的实例对象就通过Class对象来创建的。Java使用Class对象执行其RTTI（运行时类型识别，Run-Time Type Identification），多态是基于RTTI实现的。
  每一个类都有一个Class对象，每当编译一个新类就产生一个Class对象，基本类型 (boolean, byte, char, short, int, long, float, and double)有Class对象，数组有Class对象，就连关键字void也有Class对象（void.class）。Class对象对应着java.lang.Class类，如果说类是对象抽象和集合的话，那么Class类就是对类的抽象和集合。

②“一个类（而不是一个对象）在 JVM 中只会有一个Class实例”是什么意思

一个实体类可以有很多个对象，比如老师类，可以有王老师，张老师…等对象。而这些对象都对应着同一个Class类的对象，也就是说，一个实体类在编译及运行过程中只有一个Class对象。
如下图：

左边是实体类，右边是Class类。联系上面的描述和图想一下，加深一下理解。

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【1】反射是什么？

• 一般情况下，我们使用某个类时必定知道它是什么类，是用来做什么的，并且能够获得此类的引用。于是我们直接对这个类进行实例化，之后使用这个类对象进行操作。反射则是一开始并不知道我要初始化的类对象是什么，自然也无法使用 new 关键字来创建对象了。这时候，我们使用 JDK 提供的反射 API 进行反射调用。反射就是在运行状态中,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方法和属性;并且能改变它的属性。是Java被视为动态语言的关键。

• 总的来说：反射就是运行状态下，能知道一个类的属性和方法的技术

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【2】反射有什么作用？

一、我们直接来上一张图给出反射的作用！

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二、Java提供反射主要有那些用处？

1）在运行时构造任意一个类的对象
2）在运行时获取或者修改任意一个类所具有的成员变量和方法
3）在运行时调用任意一个对象的方法（属性）

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【3】我们如何使用反射？

①获取Class对象（使用反射就必须要先获取Class对象）

获取Class对象有三种方式

1. 通过类名获取 类名.class

Class<?> klass = int.class;
Class<?> classInt = Integer.TYPE;

2. 通过对象获取 对象名.getClass()

StringBuilder str = new StringBuilder("123");
Class<?> klass = str.getClass();

3. 通过全类名获取 Class.forName(全类名)
   这里的全类名要包括包名在内的，总之就是写全。

public static Class<?> forName(String className)

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②利用反射创建实例

通过反射来生成对象主要有两种方式。

1. 使用Class对象的newInstance()方法来创建Class对象对应类的实例。
   个人理解这种方式是调用无参构造方法实现的

Class<?> c = String.class;
Object str = c.newInstance();

2. 先通过Class对象获取指定的Constructor对象，再调用Constructor对象的newInstance()方法来创建实例。这种方法可以用指定的构造器构造类的实例。

//获取String所对应的Class对象
Class<?> c = String.class;
//获取String类带一个String参数的构造器
Constructor constructor = c.getConstructor(String.class);
//根据构造器创建实例
Object obj = constructor.newInstance("23333");
System.out.println(obj);

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③获取构造器信息

获取构造器主要有4中方式：

1. Constructor getConstructor(Class[] params) – 获得使用特殊的参数类型的public构造函数(包括父类）
2. Constructor[] getConstructors()– 获得类的所有公共构造函数
3. Constructor getDeclaredConstructor(Class[] params) – 获得使用特定参数类型的构造函数(包括私有)
4. Constructor[] getDeclaredConstructors() – 获得类的所有构造函数(与接入级别无关)
   
   例子：
   

证明:

• Constructor[] getDeclaredConstructors()可以获得私有构造方法
• Constructor[] getConstructors()– 获得类的所有公共构造函数 (只能是共有的构造方法)

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④获取成员变量信息

也是4中，与获取构造方法，基本差不多

1. Field getField(String name)– 获得命名的公共字段
2. Field[] getFields() – 获得类的所有公共字段
3. Field getDeclaredField(String name) – 获得类声明的命名的字段
4. Field[] getDeclaredFields() – 获得类声明的所有字段
   

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⑤调用实体类中的方法

1. 首先需要获取类中的方法——4中方法（同上述获取构造器和属性类似）：

Method getMethod(String name, Class[] params) – 使用特定的参数类型，获得命名的公共方法
Method[] getMethods()– 获得类的所有公共方法
Method getDeclaredMethod(String name, Class[] params)– 使用特写的参数类型，获得类声明的命名的方法
Method[] getDeclaredMethods() – 获得类声明的所有方法

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2. 当我们从类中获取了一个方法后，我们就可以用 invoke() 方法来调用这个方法。invoke 方法的原型为:

public Object invoke(Object obj, Object... args)

示例：

ttt文件：

main函数调用：

1. 获取class对象
2. 获取要运行的方法method接收
3. 获得实例对象（要想运行方法必须要有实例对象！！！！静态方法除外！！！！！！！！！！！！） 我们平时 都是new出对象后，用对象.方法名，进行方法的调用
4. method.invoke(对象,参数列表)

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⑥利用反射创建数组

数组在Java里是比较特殊的一种类型，它可以赋值给一个Object Reference 其中的Array类为java.lang.reflect.Array类。我们通过Array.newInstance()创建数组对象，它的原型是:

public static Object newInstance(Class<?> componentType, int length);

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 // 创建一个一维数组(String)
2         Class<?> classType = Class.forName("java.lang.String");
3         Object array = Array.newInstance(classType, 5);
4         Array.set(array, 3, "abc");
5         System.out.println(Array.get(array, 3));