Java反射机制

Posted 2021-10-05 爱敲代码的三毛

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Java反射机制相关的知识，希望对你有一定的参考价值。

文章目录

一、概念
二、反射的使用
三、反射优点和缺点
完！

一、概念

1.什么是反射？

Java的反射（reflection）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方法和属性，既然能拿到那么，我们就可以修改部分类型信息；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（reflection）机制。

2.反射的用途

1.在日常的第三方应用开发过程中，经常会遇到某个类的某个成员变量、方法或是属性是私有的或是只对系统应用开放，这时候就可以利用Java的反射机制通过反射来获取所需的私有成员或是方法。
2.反射最重要的用途就是开发各种通用框架，比如在spring中，我们将所有的类Bean交给spring容器管理，无论是XML配置Bean还是注解配置，当我们从容器中获取Bean来依赖注入时，容器会读取配置，而配置中给的就是类的信息，spring根据这些信息，需要创建那些Bean，spring就动态的创建这些类。

3.反射的基本信息

Java程序中许多对象在运行时会出现两种类型：运行时类型(RTTI)和编译时类型，例如Person p = new Student()；这句代码中p在编译时类型为Person，运行时类型为Student。程序需要在运行时发现对象和类的真实信心。而通过使用反射程序就能判断出该对象和类属于哪些类。

class Person {
    private String name;
    private int age;
    private String gender;

    public Person(String name, int age, String gender) {
        this.name = name;
        this.age = age;
        this.gender = gender;
    }
}
class Student extends Person {
    private int learn;
    public Student(String name, int age, String gender,int learn) {
        super(name, age, gender);
        this.learn = learn;
    }
}
public class TestDemo {
    public static void main(String[] args) {
        Person person = new Student("小明",18,"男","1");
    }
}

4.Class类(反射机制的起源 )

Class帮助文档
Java文件被编译后，生成了.class文件，JVM此时就要去解读.class文件 ,被编译后的Java文件.class也被JVM解析为一个对象，这个对象就是 java.lang.Class .这样当程序在运行时，每个java文件就最终变成了Class类对象的一个实例。我们通过Java的反射机制应用到这个实例，就可以去获得甚至去添加改变这个类的属性和动作，使得这个类成为一个动态的类 .

二、反射的使用

1.获取Class类的三种方法

1.通过 getClass获取Class对象
2.直接通过类名.class
3.通过 Class 对象的 forName() 静态方法获取，但要处理 ClassNotFoundException 异常（常用）

注意：一个类的Class对象只有一个

class Student {
    //私有属性name
    private String name = "bit";
    //公有属性age
    public int age = 18;
    //不带参数的构造方法
    public Student(){
        System.out.println("Student()");
    }
    private Student(String name,int age) {
        this.name = name;
        this.age = age;
        System.out.println("Student(String,name)");
    }
    private void eat(){
        System.out.println("i am eat");
    }
    public void sleep(){
        System.out.println("i am pig");
    }
    private void function(String str) {
        System.out.println(str);
    }
    @Override
    public String toString() {
        return "Student{" +
                "name='" + name + '\\'' +
                ", age=" + age +
                '}';
    }
}
public class TestDemo {
    public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException {
        /*
        1.通过getClass获取Class对象
        */
        Student s1 = new Student();
        Class c1 = s1.getClass();
        /*
        2.直接通过 类名.class 的方式得到,该方法最为安全可靠，程序性能更高
        这说明任何一个类都有一个隐含的静态成员变量 class
        */
        Class c2 = Student.class;
        /*
        3、通过 Class 对象的 forName() 静态方法来获取，用的最多，
        但可能抛出 ClassNotFoundException 异常
        */
        Class c3 = null;
        try {
        //注意这里是类的全路径，如果有包需要加包的路径
            c3 = Class.forName("Student");
        } catch (ClassNotFoundException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        //一个类在 JVM 中只会有一个 Class 实例,即我们对上面获取的
        //c1,c2,c3进行 equals 比较，发现都是true
        System.out.println(c1.equals(c2));
        System.out.println(c1.equals(c3));
        System.out.println(c2.equals(c3));
    }
}

运行结果：

2.创建对象

Class类中的相关方法

	/**
     * 创建对象
     */
    public static void reflectNewInstance() {
        try {
            Class<?> classStudent = Class.forName("Student");
            Object objectStudent = classStudent.newInstance();//创建类的实例
            Student student = (Student) objectStudent;
            System.out.println("获得 Student 对象"+student);
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }

3.反射私有的构造方法

1.先获得 class 对象
2.通过 getDeclaredConstructor() 方法获得该类中与参数类型匹配的构造方法，传递的参数要和私有构造方法对应。当然也可以是公有的构造方法。
3.通过 setAccessible() 方法修改私有构造方法的权限，让它在类外可以访问。

	/**
     * 反射私有构造方法
     */
    public static void reflectPrivateConstructor() {
        try {
            Class<?> classStudent = Class.forName("Student");
            Constructor<?> constructor = classStudent.getDeclaredConstructor(String.class,int.class);
            //私有的属性或者方法 需要设置为true后可修改访问权限
            constructor.setAccessible(true);
            Object stu = constructor.newInstance("小明",18);
            Student student = (Student) stu;

            System.out.println(student);
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }

运行结果：

4.反射私有属性

常用获得类中属性相关的方法(以下方法返回值为Field相关)

	/**
     * 反射私有属性
     */
    public static void reflectPrivateField() {
        try {
            Class<?> classStudent = Class.forName("Student");
            Field field = classStudent.getDeclaredField("name");
            //修改访问权限
            field.setAccessible(true);
            Object objectStudent = classStudent.newInstance();//创建类的实例
            Student student = (Student)objectStudent;

            //设置Student这个字段的name为小明
            field.set(student,"小明");
            //获取name字段
            String name = (String) field.get(student);
            System.out.println(name);

        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }

5.反射私有方法

获得类中构造器相关的方法（以下方法返回值为Constructor相关）

注意：反射调用方法是使用 invoke

	// 反射私有方法
    public static void reflectPrivateMethod() {
        try {
            Class<?> classStudent = Class.forName("Student");
            Method methodStudent = classStudent.getDeclaredMethod("function",String.class);
            System.out.println("私有方法的方法名为："+methodStudent.getName());
            //私有的一般都要加
            methodStudent.setAccessible(true);
            Object objectStudent = classStudent.newInstance();
            Student student = (Student) objectStudent;
            //反射调用方法 是使用 invoke 代表：调用student这个对象methodStudent表示的方法，并且传参
            methodStudent.invoke(student,"我是给私有的function函数传的参数");
        } catch (Exception ex) {
            ex.printStackTrace();
        }
    }

所有代码

import java.lang.reflect.Constructor;
import java.lang.reflect.Field;
import java.lang.reflect.Method;

class Student {
    //私有属性name
    private String name = "bit";
    //公有属性age
    public int age = 18;
    //不带参数的构造方法
    public Student(){
        System.out.println("Student()");
    }
    //私有构造方法
    private Student(String name,int age) {
        this.name = name;
        this.age = age;
        System.out.println("Student(String,name)");
    }
    //私有方法
    private void eat(){
        System.out.println("i am eat");
    }
    public void sleep(){
        System.out.println("i am pig");
    }
    private void function(String str) {
        System.out.println(str);
    }
    @Override
    public String toString() {
        return "Student{" +
                "name='" + name + '\\'' +
                ", age=" + age +
                '}';
    }
}
public class TestDemo {
    /**
     * 创建对象
     */
    public static void reflectNewInstance() {
        try {
            Class<?> classStudent = Class.forName("Student");
            Object objectStudent = classStudent.newInstance();//创建类的实例
            Student student = (Student) objectStudent;
            System.out.println("获得 Student 对象"+student);
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }

    /**
     * 反射私有构造方法
     */
    public static void reflectPrivateConstructor() {
        try {
            Class<?> classStudent = Class.forName("Student");
            Constructor<?> constructor = classStudent.getDeclaredConstructor(String.class,int.class);
            //私有的属性或者方法 需要设置为true后可修改访问权限
            constructor.setAccessible(true);
            Object stu = constructor.newInstance("小明",18);
            Student student = (Student) stu;

            System.out.println(student);
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }

    /**
     * 反射私有属性
     */
    public static void reflectPrivateField() {
        try {
            Class<?> classStudent = Class.forName("Student");
            Field field = classStudent.getDeclaredField("name");
            field.setAccessible(true);
            Object objectStudent = classStudent.newInstance();//创建类的实例
            Student student = (Student)objectStudent;

            //设置Student这个字段的name为小明
            field.set(student,"小明");
            //获取name字段
            String name = (String) field.get(student);
            System.out.println(name);

        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }

    // 反射私有方法
    public static void reflectPrivateMethod() {
        try {
            Class<?> classStudent = Class.forName("Student");
            Method methodStudent = classStudent.getDeclaredMethod("function",String.class);
            System.out.println("私有方法的方法名为："+methodStudent.getName());
            //私有的一般都要加
            methodStudent.setAccessible(true);
            Object objectStudent = classStudent.newInstance();
            Student student = (Student) objectStudent;
            //反射调用方法 是使用 invoke 代表：调用student这个对象methodStudent表示的方法，并且传参
            methodStudent.invoke(student,"我是给私有的function函数传的参数");
        } catch (Exception ex) {
            ex.printStackTrace();
        }
    }
    public static void main(String[] args) {
        reflectPrivateField();
    }
   
}

三、反射优点和缺点

优点：

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
增加程序的灵活性和扩展性，降低耦合性，提高自适应能力
反射已经运用在了很多流行框架如：Struts、Hibernate、Spring 等等

缺点：

使用反射会有效率问题。会导致程序效率降低。参考大佬文章反射
反射技术绕过了源代码的技术，因而会带来维护问题。反射代码比相应的直接代码更复杂。

完！

以上是关于Java反射机制的主要内容，如果未能解决你的问题，请参考以下文章