Java之反射机制

Posted 2020-07-18 程序不是生活的全部，但生活中一定要有程序

一：基本概念：在Java运行时，对于任意一个类，能否知道这个类对应的属性和方法？对于一个对象，能否知道可以调用它的哪些方法？YES!

这种动态获取类的信息以及动态调用对象的方法的功能来自于Java语言的反射（Reflection）机制。

二：Java反射机制主要提供了以下几个功能：

      1.在运行时判断任意一个对象所属的类。

　　2.在运行时构造任意一个类的对象。

　　3.在运行时判断任意一个类所具有的成员变量和方法。

　　4.在运行时调用任意一个对象的方法。

Reflection是Java被视为动态（或准动态）语言的一个关键性质。

　　这个机制允许程序在运行时透过Reflection APIs取得任何一个已知名称的class的内部信息。

三：动态语言

动态语言的定义“程序运行时，允许改变程序结构或者变量类型，这种语言称为动态语言”。

然而Java不是动态语言，但是Java也可以实现反射机制（换句话说，Java程序可以加载一个运行时才得知名称的class，获悉其完整构造（但不包括methods定义），并生成其对象实体、或对其fields设值、或唤起其methods。）

四：Class对象：

要想使用反射，首先需要获得待操作的类所对应的Class对象。

　　Java中，无论生成某个类的多少个对象，这些对象都会对应于同一个Class对象。

　　这个Class对象是由JVM生成的，通过它能够获悉整个类的结构。

获取Class对象的三种方式：

1：使用Class类的静态方法：

1 Class.forName("java.lang.String");

2.使用类的.class语法。如:

1 String.Class

3.使用对象的getClass()方法。如：

1 String str = "aa";
2 Class<?> classType1 = str.getClass();

注意：getClass()方法定义在Object类中，不是静态方法，需要通过对象来调用，并且它声明为final，表明不能被子类所覆写。

　　直接print所获得的Class对象classType会输出：

　　　　class 完整类名

　　如果调用该Class对象的getName()方法，则输出完整类名，不加class。

历程1：获取方法！

 1 import java.lang.reflect.Method;
 2 
 3 public class DumpMethods
 4 {
 5     public static void main(String[] args) throws Exception //在方法后加上这句，异常就消失了
 6     {
 7         //获得字符串所标识的类的class对象
 8         Class<?> classType = Class.forName("java.lang.String");//在此处传入字符串指定类名，所以参数获取可以是一个运行期的行为，可以用args[0]
 9         
10         //返回class对象所对应的类或接口中，所声明的所有方法的数组（包括私有方法）
11         Method[] methods = classType.getDeclaredMethods();
12         
13         //遍历输出所有方法声明
14         for(Method method : methods)
15         {
16             System.out.println(method);
17         }
18     }
19 
20 }

Method 提供关于类或接口上单独某个方法（以及如何访问该方法）的信息。所反映的方法可能是类方法或实例方法（包括抽象方法）。

Method 允许在匹配要调用的实参与底层方法的形参时进行扩展转换；但如果要进行收缩转换，则会抛出 IllegalArgumentException。

2：通过反射调用方法

 1 import java.lang.reflect.Method;
 2 
 3 public class InvokeTester
 4 {
 5     public int add(int param1, int param2)
 6     {
 7         return param1 + param2;
 8 
 9     }
10 
11     public String echo(String message)
12     {
13         return "Hello: " + message;
14     }
15 
16     public static void main(String[] args) throws Exception
17     {
18 
19         // 以前的常规执行手段
20         InvokeTester tester = new InvokeTester();
21         System.out.println(tester.add(1, 2));
22         System.out.println(tester.echo("Tom"));
23         System.out.println("---------------------------");
24 
25         // 通过反射的方式
26 
27         // 第一步，获取Class对象
28         // 前面用的方法是：Class.forName()方法获取
29         // 这里用第二种方法，类名.class
30         Class<?> classType = InvokeTester.class;
31 
32         // 生成新的对象：用newInstance()方法
33         Object invokeTester = classType.newInstance();
34         System.out.println(invokeTester instanceof InvokeTester); // 输出true
35 
36         // 通过反射调用方法
37         // 首先需要获得与该方法对应的Method对象
38         Method addMethod = classType.getMethod("add", new Class[] { int.class,
39                 int.class });
40         // 第一个参数是方法名，第二个参数是这个方法所需要的参数的Class对象的数组
41 
42         // 调用目标方法
43         Object result = addMethod.invoke(invokeTester, new Object[] { 1, 2 });
44         System.out.println(result); // 此时result是Integer类型
45         
46         //调用第二个方法
47         Method echoMethod = classType.getDeclaredMethod("echo", new Class[]{String.class});
48         Object result2 = echoMethod.invoke(invokeTester, new Object[]{"Tom"});
49         System.out.println(result2);
50 
51     }
52 }

生成对象

若想通过类的不带参数的构造方法来生成对象，我们有两种方式：

　　1.先获得Class对象，然后通过该Class对象的newInstance()方法直接生成即可：

Class<?> classType = String.class;

     Object obj = classType.newInstance();

      2.先获得Class对象，然后通过该对象获得对应的Constructor对象，再通过该Constructor对象的newInstance()方法生成

　　（其中Customer是一个自定义的类，有一个无参数的构造方法，也有带参数的构造方法）：   

1  Class<?> classType = Customer.class;
2 
3     // 获得Constructor对象,此处获取第一个无参数的构造方法的
4     Constructor cons = classType.getConstructor(new Class[] {});
5 
6     // 通过构造方法来生成一个对象
7     Object obj = cons.newInstance(new Object[] {});

 

      若想通过类的带参数的构造方法生成对象，只能使用下面这一种方式：

　　（Customer为一个自定义的类，有无参数的构造方法，也有一个带参数的构造方法，传入字符串和整型）

  Class<?> classType = Customer.class;

    Constructor cons2 = classType.getConstructor(new Class[] {String.class, int.class});

    Object obj2 = cons2.newInstance(new Object[] {"ZhangSan",20});

可以看出调用构造方法生成对象的方法和调用一般方法的类似，不同的是从Class对象获取Constructor对象时不需要指定名字，而获取Method对象时需要指定名字。