10分钟理解Java反射机制 川长思鸟来 2022-05-29 05:53 192阅读 0赞 ### ![Image 1][]概述 ### **Java 反射是可以让我们在运行时获取类的方法、属性、父类、接口等类的内部信息的机制。**也就是说,反射本质上是一个“反着来”的过程。我们通过new创建一个类的实例时,实际上是由Java虚拟机根据这个类的Class对象在运行时构建出来的,而反射是通过一个类的Class对象来获取它的定义信息,从而我们可以访问到它的属性、方法,知道这个类的父类、实现了哪些接口等信息。 ### Class类 ### 我们知道使用javac能够将.java文件编译为.class文件,这个.class文件包含了我们对类的原始定义信息(父类、接口、构造器、属性、方法等)。.class文件在运行时会被ClassLoader加载到Java虚拟机(JVM)中,当一个.class文件被加载后,JVM会为之生成一个Class对象,我们在程序中通过new实例化的对象实际上是在运行时根据相应的Class对象构造出来的。确切的说,这个Class对象实际上是java.lang.Class<T>泛型类的一个实例,比如Class<MyClass>对象即为一个封装了MyClass类的定义信息的Class<T>实例。由于java.lang.Class<T>类不存在公有构造器,因此我们不能直接实例化这个类,我们可以通过以下方法获取一个Class对象。 在下面的讲解中,我们将以People类和Student类为例: public class People { private String name; private int age; public People(String name, int age) { this.name = name; this.age = age; } public int getAge() { return age; } public String getName() { return name; } public void setAge(int age) { this.age = age; } public void setName(String name) { this.name = name; } public void speak() { System.out.println(getName() + " " + getAge()); } } public class Student extends People { private int grade; public Student(String name, int age) { super(name, age); } public Student(String name, int age, int grade) { super(name, age); this.grade = grade; } public int getGrade() { return grade; } public void setGrade(int grade) { this.grade = grade; } private void learn(String course) { System.out.println(name + " learn " + course); } } ##### 通过类名获取Class对象 ##### 若在编译期知道一个类的名字,我们可以这样获取它的Class对象: Class<People> peopleClass = People.class; 还有一种根据类的完整路径名获取Class对象的方法如下所示: //假设People类在com.test包中 Class<People> peopleClass = Class.forName("com.test.People"); 注意,Class.forName()方法的参数必须是一个类的**全路径名**。实际上,只要我们“import com.test.People",就可以直接通过”People.class"获取他的Class对象,而不用写出全路径这么麻烦。 (若在调用 Class.forName()方法时,没有在classpath找到对应的类,会抛出 ClassNotFoundException。) ##### 通过对象本身获取其Class对象 ##### People people = new People("Bill", 18); Class<People> peopleClass = people.getClass(); ### 通过反射获取类的构造器 ### 一旦我们获得了People的Class 对象,我们便可以通过这个Class 对象获取到People类的原始定义信息。 首先,我们来获取People类的构造器对象,有了这个构造器对象,我们便能够构造出一个People对象出来。比如,我们可以在Student.java中添加以下代码: public static void main(String[] args) { Class<People> pClass = People.class; try { Constructor<People> constructor = pClass.getConstructor(String.class, int.class); People people = constructor.newInstance("Bill", 18); people.speak(); } catch (Exception e) { } } 在上面,我们调用getConstructor方法来获取一个People类的构造器对象,由于我们想要获取的构造器的形参类型为String和int,所以我们传入String.class和int.class。有了构造器对象,我们便可以调用newInstance方法来创建一个people对象。 注意,当通过反射获取到类的 Constructor、Method、Field对象后,在调用这些对象的方法之前,先将此对象的 accessible 标志设置为 true,以取消 Java 语言访问检查,可以提升反射速度。如以下代码所示: Constructor<People> constructor = peopleClass.getConstructor(String.class, int.class); // 设置 constructor 的 Accessible属性为ture以取消Java的访问检查 constructor.setAccessible(true); ### 通过反射获取类中声明的方法 ### ##### 获取当前类中声明的方法(不包括从父类继承来的) ##### 要获取当前类中声明的所有方法可以通过 Class 中的 getDeclaredMethods 函数,它会获取到当前类中声明的所有方法(包括private、public、static等各种方法),它会返回一个Method对象数组,其中的每个Method对象即表示了一个类中声明的方法。要想获得指定的方法,可以调用getDeclaredMethod(String name, Class...<T> parameterTypes)。如以下代码所示 : private static void showDeclaredMethods() { Student student = new Student("Bill", 18); //获取Student类声明的所有方法 Method[] methods = student.getClass().getDeclaredMethods(); try { //获取learnMethod对象(封装了learn方法) Method learnMethod = student.getClass().getDeclaredMethod("learn", String.class); //获取learn方法的参数列表并打印出来 Class<?>[] paramClasses = learnMethod.getParameterTypes() ; for (Class<?> class : paramClasses) { System.out.println("learn方法的参数: " + class.getName()); } //判断learn方法是否为private System.out.println(learnMethod.getName() + " is private " + Modifier.isPrivate(learnMethod.getModifiers())); //调用learn方法 learnMethod.invoke(student, "Java Reflection"); } catch (Exception e) { } } ##### 获取当前类和父类中声明的公有方法 ##### 要获取当前类以及父类中声明的所有 public 方法可以调用getMethods 函数,而要获取某个指定的public方法,可以调用getMethod方法。请看以下代码: private static void showMethods() { Student student = new Student("mr.simple"); // 获取所有public方法(包括Student本身的和从父类继承来的) Method[] methods = student.getClass().getMethods(); try { //注意,通过 getMethod只能获取public方法,若尝试获取private方法则会抛出异常 Method learnMethod = student.getClass().getMethod("learn", String.class); } catch (Exception e) { } } ### 通过反射获取类中定义的属性 ### 获取属性与获取方法是类似的,只不过把对getMethods() / getDeclaredMethods()方法的调用换成了对getFields() / getDeclaredFields()方法的调用。 ##### 获取当前类中定义的属性(不包括从父类继承来的属性) ##### 要获取当前类中定义的所有属性(包括private、public、static等各种属性)可以调用 Class对象的getDeclaredFields函数;要想获得指定的属性,可以调用getDeclaredField。如以下代码所示: private static void showDeclaredFields() { Student student = new Student("Bill", 18); // 获取当前类中定义的所有属性 Field[] fields = student.getClass().getDeclaredFields(); try { // 获取指定的属性 Field gradeField = student.getClass().getDeclaredField("grade"); // 获取属性值 System.out.println("The grade is : " + gradeField.getInt(student)); // 设置属性值 gradeField.set(student, 10); } catch (Exception e) { } } ##### 获取当前类和父类中定义的public属性 ##### 要获取当前类和父类中定义的所有public 属性可以调用Class对象的getFields 函数,而要获取某个指定的public属性,可以调用getField方法,如以下代码所示: private static void showFields() { Student student = new Student("Bill", 18); // 获取当前类和父类的所有public属性 Field[] publicFields = student.getClass().getFields(); } ### 通过反射获取类的父类及类所实现的接口 ### ##### 获取父类 ##### 调用Class对象的getSuperClass方法即可,如以下代码所示: Student student = new Student("Bill", 18); Class<?> superClass = student.getClass().getSuperclass(); ##### 获取所实现的接口 ##### 要知道一个类实现了哪些接口,只需调用Class对象的getInterfaces方法,如以下代码所示: private static void showInterfaces() { Student student = new Student("Bill", 19); Class<?>[] interfaces = student.getClass().getInterfaces(); } 我有一个微信公众号,经常会分享一些Java技术相关的干货;如果你喜欢我的分享,可以用微信搜索“Java团长”或者“javatuanzhang”关注。 [Image 1]:
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