Java 反射详解

Posted 2020-09-21

　　反射反射，程序员的快乐，今天你快乐了吗？如果你不快乐，没关系，接下来让你快乐起来！

一、什么是反射？
　　通过百度百科我们可以知道，Java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。而这也是Java被视为动态（或准动态，为啥要说是准动态，因为一般而言的动态语言定义是程序运行时，允许改变程序结构或变量类型，这种语言称为动态语言。从这个观点看，Perl，Python，Ruby是动态语言，C++，Java，C#不是动态语言。）语言的一个关键性质。

二、反射能做什么？
　　我们知道反射机制允许程序在运行时取得任何一个已知名称的class的内部信息，包括包括其modifiers(修饰符)，fields(属性)，methods(方法)等，并可于运行时改变fields内容或调用methods。那么我们便可以更灵活的编写代码，代码可以再运行时装配，无需在组件之间进行源代码链接，降低代码的耦合度；还有动态代理的实现等等；但是需要注意的时反射使用不当会成本很高！

三、反射的具体实现

　　下面是一个基本的类 Person

 1 package com.ys.reflex;
 2 public class Person {
 3     //私有属性
 4     private String name = "Tom";
 5     //公有属性
 6     public int age = 18;
 7     //构造方法
 8     public Person() {    
 9     }
10     //私有方法
11     private void say(){
12         System.out.println("private say()...");
13     }
14     //公有方法
15     public void work(){
16         System.out.println("public work()...");
17     }
18 }

①、得到 Class 的三种方式

 1 //1、通过对象调用 getClass() 方法来获取,通常应用在：比如你传过来一个 Object
 2 //  类型的对象，而我不知道你具体是什么类，用这种方法
 3 　　Person p1 = new Person();
 4 　　Class c1 = p1.getClass();
 5         
 6 //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
 7 //  这说明任何一个类都有一个隐含的静态成员变量 class
 8 　　Class c2 = Person.class;
 9         
10 //3、通过 Class 对象的 forName() 静态方法来获取，用的最多，
11 //   但可能抛出 ClassNotFoundException 异常
12 　　Class c3 = Class.forName("com.ys.reflex.Person");

需要注意的是：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

 

②、通过 Class 类获取成员变量、成员方法、接口、超类、构造方法等

查阅 API 可以看到 Class 有很多方法：

　　getName()：获得类的完整名字。
　　getFields()：获得类的public类型的属性。
　　getDeclaredFields()：获得类的所有属性。包括private 声明的和继承类
　　getMethods()：获得类的public类型的方法。
　　getDeclaredMethods()：获得类的所有方法。包括private 声明的和继承类
　　getMethod(String name, Class[] parameterTypes)：获得类的特定方法，name参数指定方法的名字，parameterTypes 参数指定方法的参数类型。
　　getConstructors()：获得类的public类型的构造方法。
　　getConstructor(Class[] parameterTypes)：获得类的特定构造方法，parameterTypes 参数指定构造方法的参数类型。
　　newInstance()：通过类的不带参数的构造方法创建这个类的一个对象。

我们通过一个例子来综合演示上面的方法：

 1 //获得类完整的名字
 2 String className = c2.getName();
 3 System.out.println(className);//输出com.ys.reflex.Person
 4         
 5 //获得类的public类型的属性。
 6 Field[] fields = c2.getFields();
 7 for(Field field : fields){
 8    System.out.println(field.getName());//age
 9 }
10         
11 //获得类的所有属性。包括私有的和继承类的
12 Field [] allFields = c2.getDeclaredFields();
13 for(Field field : allFields){
14     System.out.println(field.getName());//name    age
15 }
16         
17 //获得类的public类型的方法。这里包括 Object 类的一些方法
18 Method [] methods = c2.getMethods();
19 for(Method method : methods){
20     System.out.println(method.getName());//work waid equls toString hashCode等
21 }
22         
23 //获得类的所有方法。
24 Method [] allMethods = c2.getDeclaredMethods();
25 for(Method method : allMethods){
26     System.out.println(method.getName());//work say
27 }
28         
29 //获得指定的属性
30 Field f1 = c2.getField("age");
31 System.out.println(f1);
32 //获得指定的私有属性
33 Field f2 = c2.getDeclaredField("name");
34 //启用和禁用访问安全检查的开关，值为 true，则表示反射的对象在使用时应该取消 java 语言的访问检查；反之不取消
35 f2.setAccessible(true);
36 System.out.println(f2);
37                 
38 //创建这个类的一个对象
39 Object p2 =  c2.newInstance();
40 //将 p2 对象的  f2 属性赋值为 Bob，f2 属性即为 私有属性 name
41 f2.set(p2,"Bob");
42 //使用反射机制可以打破封装性，导致了java对象的属性不安全。 
43 System.out.println(f2.get(p2)); //Bob
44         
45 //获取构造方法
46 Constructor [] constructors = c2.getConstructors();
47 for(Constructor constructor : constructors){
48     System.out.println(constructor.toString());//public com.ys.reflex.Person()
49 }

 

四、反射总结

灵活使用反射能让我们代码更加灵活，这里比如JDBC原生代码注册驱动，hibernate 的实体类，Spring 的 AOP等等都有反射的实现。但是凡事都有两面性，反射也会让增加系统的性能，复杂性等，合理使用才是真！