JAVA反射，反射机制
文章目录
- 一、反射是什么？
- 定义
- 用途
- 二、反射的原理
- 三、反射的优缺点
- 四、反射机制的相关类
- Class类
- Field类
- Method类
- Constructor类
- 获取Class类对象的三种方法
- 反射常用类和方法
- 总结
一、反射是什么？
定义
Java反射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。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。本质是JVM得到class对象之后，再通过class对象进行反编译，从而获取对象的各种信息。
用途
- 通过反射，Java 代码可以发现有关已加载类的字段，方法和构造函数的信息，并可以在安全限制内对这些字段，方法和构造函数进行操作。
- 很多人都认为反射在实际Java中开发应用中并不广泛，其实不然。当我们在使用 IDE（如 IDEA/Eclipse）时，当我们输入一个对象或者类并调用它的属性和方法时，一按 (“.”)点号，编译器就会自动列出她的属性或方法，这里就会用到反射。
- 反射最重要的用途就是开发各种通用框架
很多框架（比如 Spring）都是配置化的（比如Spring 通过 XML 配置模式装载 Bean），为了保证框架的通用性，他们可能根据配置文件加载不同的对象或类，调用不同的方法，这个时候就必须用到反射了，运行时动态加载需要加载的对象。
对于框架开发人员来说，反射作用非常大，它是各种容器实现的核心。而对于一般的开发者来说，不深入框架开发反射用的就会少一点，不过了解一下框架的底层机制有助于丰富自己的编程思想，也是很有益的。
Java反射框架提供以下功能：
- 在运行时判定任意一个对象所属的类
- 在运行时构造任意一个类的对象
- 在运行时判定任意一个类所具有的成员变量和方法
- 在运行时调用任意一个对象的方法
比如，加载数据库驱动的，用到的也是反射。
Class.forName("com.mysql.jdbc.Driver"); // 动态加载mysql驱动
二、反射的原理
下图是类的正常加载过程、反射原理与class对象：
Class对象的由来是将.class文件读入内存，并为之创建一个Class对象。
三、反射的优缺点
优点：
- 在运行时获得类的各种内容，进行反编译，对于Java这种先编译再运行的语言，能够让我们很方便的创建灵活的代码，这些代码可以在运行时装配，无需在组件之间进行源代码的链接，更加容易实现面向对象。
- 使用反射机制，代码可以在运行时装配，提高了程序的灵活性和扩展性，降低耦合性，提高自适应能力。它允许程序创建和控制任何类的对象，无需硬编码目标类
缺点：
- 性能问题：使用反射基本上是一种解释操作，JVM无法对这些代码进行优化，因此，反射操作的效率要比那些非反射操作低得多。反射机制主要应用在对灵活性和扩展性要求很高的系统框架上，对性能要求高的程序中不建议使用
- 安全限制：使用反射技术要求程序必须在一个没有安全限制的环境中运行
- 内部暴露：由于反射允许代码执行一些在正常情况下不被允许的操作（比如访问私有的属性和方法），所以使用反射可能会导致意料之外的副作用——代码有功能上的错误，降低可移植性。反射代码破坏了抽象性，因此当平台发生改变的时候，代码的行为就有可能也随着变化。
四、反射机制的相关类
Java.lang.Class;
Java.lang.reflect.Constructor;
Java.lang.reflect.Field;
Java.lang.reflect.Method;
Java.lang.reflect.Modifier;
| 类名 | 用途 |
|---|---|
| Class类 | 代表类的实体，在运行的Java应用程序中表示类和接口 |
| Field类 | 代表类的成员变量（成员变量也称为类的属性） |
| Method类 | 代表类的方法 |
| Constructor类 | 代表类的构造方法 |
| Modifier类 | 提供了static方法和常量，对类和成员访问修饰符进行解码。 |
Class类
Class代表类的实体，在运行的Java应用程序中表示类和接口。在这个类中提供了很多有用的方法，这里对他们简单的分类介绍。
- 获取类相关的方法
- 获得类中属性相关的方法
| 方法 | 用途 |
|---|---|
| getField(String name) | 获得某个公有的属性对象 |
| getFields() | 获得所有公有的属性对象 |
| getDeclaredField(String name) | 获得某个属性对象 |
| getDeclaredFields() | 获得所有属性对象 |
- 获得类中注解相关的方法
| 方法 | 用途 |
|---|---|
| getAnnotation(Class annotationClass) | 返回该类中与参数类型匹配的公有注解对象 |
| getAnnotations() | 返回该类所有的公有注解对象 |
| getDeclaredAnnotation(Class annotationClass) | 返回该类中与参数类型匹配的所有注解对象 |
| getDeclaredAnnotations() | 返回该类所有的注解对象 |
- 获得类中构造器相关的方法
| 方法 | 用途 |
|---|---|
| getConstructor(Class…<?> parameterTypes) | 获得该类中与参数类型匹配的公有构造方法 |
| getConstructors() | 获得该类的所有公有构造方法 |
| getDeclaredConstructor(Class…<?> parameterTypes) | 获得该类中与参数类型匹配的构造方法 |
| getDeclaredConstructors() | 获得该类所有构造方法 |
- 获得类中方法相关的方法
| 方法 | 用途 |
|---|---|
| getMethod(String name, Class…<?> parameterTypes) | 获得该类某个公有的方法 |
| getMethods() | 获得该类所有公有的方法 |
| getDeclaredMethod(String name, Class…<?> parameterTypes) | 获得该类某个方法 |
| getDeclaredMethods() | 获得该类所有方法 |
- 类中其他重要的方法
| 方法 | 用途 |
|---|---|
| isAnnotation() | 如果是注解类型则返回true |
| isAnnotationPresent(Class<? extends Annotation> annotationClass) | 如果是指定类型注解类型则返回true |
| isAnonymousClass() | 如果是匿名类则返回true |
| isArray() | 如果是一个数组类则返回true |
| isEnum() | 如果是枚举类则返回true |
| isInstance(Object obj) | 如果obj是该类的实例则返回true |
| isInterface() | 如果是接口类则返回true |
| isLocalClass() | 如果是局部类则返回true |
| isMemberClass() | 如果是内部类则返回true |
Field类
Field代表类的成员变量（成员变量也称为类的属性）。
| 方法 | 用途 |
|---|---|
| equals(Object obj) | 属性与obj相等则返回true |
| get(Object obj) | 获得obj中对应的属性值 |
| set(Object obj, Object value) | 设置obj中对应属性值 |
Method类
Method代表类的方法。
| 方法 | 用途 |
|---|---|
| invoke(Object obj, Object… args) | 传递object对象及参数调用该对象对应的方法 |
Constructor类
Constructor代表类的构造方法。
| 方法 | 用途 |
|---|---|
| newInstance(Object… initargs) | 根据传递的参数创建类的对象 |
获取Class类对象的三种方法
在反射中，要获取一个类或调用一个类的方法，我们首先需要获取到该类的 Class 对象。
在 Java API 中，获取 Class 类对象的三种方法
方法一：使用 Class.forName 静态方法。当你知道该类的全路径名时，你可以使用该方法获取 Class 类对象。但可能抛出 ClassNotFoundException 异常
Class<?> classBook = Class.forName(“com.fanshe.Book”);
方法二：这种方法只适合在编译前就知道操作的 Class。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 clz = Book.class;
方法三：使用类对象的 getClass() 方法。
Book book1 = new Book();
Class<? extends Book> book1Class = book1.getClass();
代码示例：
@Testpublic void getClz() {try {// 方法一，使用 Class.forName 静态方法Class<?> classBook = Class.forName("com.fanshe.Book");// 方法二：直接通过 类名.class 的方式得到Class clz = Book.class;// 方法三：使用类对象的 getClass() 方法。Book book1 = new Book();Class<? extends Book> book1Class = book1.getClass();System.out.println(classBook == clz);System.out.println(classBook == book1Class);} catch (Exception ex) {ex.printStackTrace();}}执行结果：truetrue
反射常用类和方法
public class ReflectClass {// 创建类的实例@Testpublic void reflectNewInstance() {try {Class<?> classBook = Class.forName("com.fanshe.Book");Object objectBook = classBook.newInstance();Book book = (Book) objectBook;book.setName("Java高级特性-反射-创建对象");book.setAuthor("Yang");System.out.println(book.toString());} catch (Exception ex) {ex.printStackTrace();}}// 反射私有的构造方法@Testpublic void reflectPrivateConstructor() {try {Class<?> classBook = Class.forName("com.fanshe.Book");Constructor<?> declaredConstructorBook = classBook.getDeclaredConstructor(String.class, String.class);// 暴力反射declaredConstructorBook.setAccessible(true);Object objectBook = declaredConstructorBook.newInstance("Java高级特性-反射-反射私有的构造方法", "Yang");Book book = (Book) objectBook;System.out.println(book.toString());} catch (Exception ex) {ex.printStackTrace();}}// 反射私有属性@Testpublic void reflectPrivateField() {try {Class<?> classBook = Class.forName("com.fanshe.Book");Object objectBook = classBook.newInstance();Field fieldTag = classBook.getDeclaredField("TAG");fieldTag.setAccessible(true);String tag = (String) fieldTag.get(objectBook);System.out.println(tag);} catch (Exception ex) {ex.printStackTrace();}}// 反射私有方法@Testpublic void reflectPrivateMethod() {try {Class<?> classBook = Class.forName("com.fanshe.Book");Method methodBook = classBook.getDeclaredMethod("declaredMethod", int.class);methodBook.setAccessible(true);Object objectBook = classBook.newInstance();String string = (String) methodBook.invoke(objectBook, 0);System.out.println(string);} catch (Exception ex) {ex.printStackTrace();}}}执行结果：Book{name='Java高级特性-反射-创建对象', author='Yang'}Book{name='Java高级特性-反射-反射私有的构造方法', author='Yang'}BookTagI am declaredMethod 0 !
通过反射获取私有属性，方法和构造方法时，需要进行暴力反射，设置setAccessible(true)。否则会报错说无法获取私有属性，方法和构造方法
总结
本文列举了反射机制使用过程中常用的、重要的一些类及其方法，更多信息和用法，反射原理和源码分析需要近一步的阅读反射相关资料。
在阅读Class类文档时发现一个特点，以通过反射获得Method对象为例，一般会提供四种方法，getMethod(parameterTypes)、getMethods()、getDeclaredMethod(parameterTypes)和getDeclaredMethods()。getMethod(parameterTypes)用来获取某个公有的方法的对象，getMethods()获得该类所有公有的方法，getDeclaredMethod(parameterTypes)获得该类某个方法，getDeclaredMethods()获得该类所有方法。带有Declared修饰的方法可以反射到私有的方法，没有Declared修饰的只能用来反射公有的方法。其他的Annotation、Field、Constructor也是如此。
清疚
忘是亡心i
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