深入理解 Java 中的反射机制

Posted 2021-09-12 盛夏温暖流年

tags:

篇首语：本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理，主要介绍了深入理解 Java 中的反射机制相关的知识，希望对你有一定的参考价值。

一. 什么是反射

在理解反射这个概念之前，我们先来理解 Java 中的 “正射”。

在编写代码时，如果需要使用某一个类，必定先会去了解这是一个什么类，用来做什么，有怎么样的功能。之后才会对这个类进行实例化，以及使用对应的实例化对象进行下一步的操作。

而反射则是在代码一开始编写时不知道要初始化的类是什么，自然也无法使用 new 关键字来创建对象。

它的定义如下：

在运行状态中，对于任意一个类，都能够在运行时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；这种动态获取信息以及动态调用对象方法的功能称为 Java 语言的反射机制。

与编译期的静态行为相对，所有的静态型操作都在编译期完成，而反射的所有行为基本都是在运行时进行的。反射让 Java 有了动态特性，可以让程序更加灵活强大。

二. 反射的常用方法

（1）获取反射中的 class 对象

在反射中，要获取一个类或调用一个类的方法，首先必须要获取到该类的对象，在 Java API 中，获取 Class 类对象有以下三种方法：

Class.forName("类的路径")；

Class clazz = Class.forName("com.test.domain.Person");

利用已有类对象的 getClass() 方法；

Person person = new Person();
Class clazz = person.getClass();

对于在编译前就已经知道的类，使用 .class 属性；

Class clazz = Person.class;

（2）通过反射创建类对象

通过反射建立类的对象，Java API 提供了两种方式：

通过 class 对象的 newInstance() 方法；

Class clazz = Class.forName("com.test.domain.Person"); 
Person person = (Person) clazz.newInstance();

通过 Constructor 对象的 newInstance() 方法；

Class clazz = Class.forName("com.test.domain.Person");
Constructor con = clazz.getConstructor();
Person person = (Person)con.newInstance();

（3）通过反射操作成员变量

获取所有成员变量

// 获取所有成员变量(非私有)
Field[] fields = clazz.getFields();
Arrays.stream(fields).map(x -> x.getName()).forEach(System.out::println);
// 获取所有成员变量(私有)
Field[] fields1 = clazz.getDeclaredFields();
Arrays.stream(fields1).map(x -> x.getName()).forEach(System.out::println);

获取单个成员变量

// 获取单个成员变量(非私有)
Field field = clazz.getField("name");
System.out.println("单个成员变量(非私有):" + field.getName());
// 获取单个成员变量(私有)
Field field1 = clazz.getDeclaredField("address");
field1.setAccessible(true);
field1.set(person, "小张");
System.out.println("单个成员变量(私有):name=" + field1.getName() + ",value = " + field1.get(person));

当成员变量为 private 时，无法直接使用 set() 方法修改它的值，此时应该使用 setAccessible() 方法取得访问权限。

（4）通过反射操作成员方法

获取所有成员方法

// 获取 Class 类的成员方法（不包括私有方法）
Method[] methods = clazz2.getMethods();
Arrays.stream(methods).map(x -> x.getName()).forEach(System.out::println);
// 获取 Class 类的成员方法（包括私有方法）
Method[] methods1 = clazz2.getDeclaredMethods();
Arrays.stream(methods1).map(x -> x.getName()).forEach(System.out::println);

获取单个成员方法

Class clazz = Class.forName("code.Person");
Person person = (Person)clazz.newInstance();
// 获取 Class 类的单个成员方法（非私有）
Method method = clazz.getMethod("setName", String.class);
method.invoke(person,"小王");
// 获取 Class 类的单个成员方法（私有）
Method method1 = clazz.getDeclaredMethod("printPersonInfo");
method1.setAccessible(true);
method1.invoke(person);

操作方法与操作变量相差不大，在获取到对应方法之后使用 invoke() 方法执行即可。同理，遇见私有方法时，也需要使用 setAccessible(true) 方法获取访问权限。