深入理解 Java 反射：Field （成员变量）

旧城等待， 2022-06-03 01:26 438阅读 0赞 
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Field 成员变量的介绍

每个成员变量有类型和值。

java.lang.reflect.Field 为我们提供了获取当前对象的成员变量的类型，和重新设值的方法。
获取变量的类型

类中的变量分为两种类型：基本类型和引用类型：

  1. 基本类型（ 8 种）
  2.     整数：byte, short, int, long
  3.     浮点数：float, double
  4.     字符：char
  5.     布尔值：boolean
  6. 引用类型
  7.     所有的引用类型都继承自 java.lang.Object
  8.     类，枚举，数组，接口都是引用类型
  9.     java.io.Serializable 接口，基本类型的包装类（比如 java.lang.Double）也是引用类型

java.lang.reflect.Field 提供了两个方法获去变量的类型：

  1. Field.getType()：返回这个变量的类型
  2. Field.getGenericType()：如果当前属性有签名属性类型就返回，否则就返回 Field.getType()

举个例子：

public class FieldSpy extends BaseTestClass {
public boolean[][] b = { {true, true}, {false, false}};
public String name = “shixinzhang”;
public Integer integer = 23;
public T type;

  1. public static final String CLASS_NAME = "net.sxkeji.shixinandroiddemo2.test.reflection.FieldSpy";
  3. public static void main(String[] args) {
  4.     try {
  5.         Class<?> aClass = Class.forName(CLASS_NAME);
  6.         Field[] fields = aClass.getFields();
  7.         for (Field field : fields) {
  8.             printFormat("Field：%s \n",field.getName());
  9.             printFormat("Type：\n  %s\n", field.getType().getCanonicalName());
  10.             printFormat("GenericType:\n  %s\n", field.getGenericType().toString());
  11.             printFormat("\n\n");
  12.         }
  13.     } catch (ClassNotFoundException e) {
  14.         e.printStackTrace();
  15.     }
  16. }

}

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运行结果：

Field：b //二维的布尔值数组
Type：
boolean[][]
GenericType:
class [[Z

Field：name
Type：
java.lang.String
GenericType:
class java.lang.String

Field：integer
Type：
java.lang.Integer
GenericType:
class java.lang.Integer

Field：type //泛型 T 类型，运行时被擦除为 Object
Type：
java.lang.Object
GenericType:
T

Field：CLASS_NAME
Type：
java.lang.String
GenericType:
class java.lang.String

Process finished with exit code 0

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获取成员变量的修饰符

成员变量可以被以下修饰符修饰：

  1. 访问权限控制符：public, protected, private
  2. 限制只能有一个实例的：static
  3. 不允许修改的：final
  4. 不会被序列化：transient
  5. 线程共享数据的一致性：volatile
  6. 注解

类似获取 Class 的修饰符，我们可以使用 Field.getModifiers() 方法获取当前成员变量的修饰符。
返回 java.lang.reflect.Modifier 中定义的整形值。

由于 Field 间接继承了 java.lang.reflect.AnnotatedElement ，因此运行时也可以获得修饰成员变量的注解，当然前提是这个注解被 java.lang.annotation.RetentionPolicy.RUNTIME 修饰。
获取和修改成员变量的值

拿到一个对象后，我们可以在运行时修改它的成员变量的值，对运行时来说，反射修改变量值的操作和类中修改变量的结果是一样的。

举个例子：

enum MyHabit {
LOL,
CODE
}

public class People extends BaseTestClass {
public long idCarNumber = 1000000000;
public String[] name = {“shi”, “xin”};
public MyHabit habit = MyHabit.CODE;

  1. public static void main(String[] args) {
  2.     People shixin = new People();
  3.     String fmt = "%6s:  %s  = %s \n";
  4.     Class<? extends People> cls = shixin.getClass();
  5.     try {
  6.         Field idCarNumber = cls.getDeclaredField("idCarNumber");
  7.         System.out.format(fmt, "before", idCarNumber.getName(), shixin.idCarNumber);
  8.         idCarNumber.setLong(shixin, 123456);
  9.         System.out.format(fmt, "after", idCarNumber.getName(), shixin.idCarNumber);
  11.         Field name = cls.getDeclaredField("name");
  12.         System.out.format(fmt, "before", name.getName(), Arrays.asList(shixin.name));
  13.         name.set(shixin, new String[]{"hei", "hei"});
  14.         System.out.format(fmt, "after", name.getName(), Arrays.asList(shixin.name));
  16.         Field habit = cls.getDeclaredField("habit");
  17.         System.out.format(fmt, "before", habit.getName(), shixin.habit);
  18.         habit.set(shixin, MyHabit.LOL);
  19.         System.out.format(fmt, "after", habit.getName(), shixin.habit);
  22.     } catch (NoSuchFieldException e) {
  23.         e.printStackTrace();
  24.     } catch (IllegalAccessException e) {
  25.         e.printStackTrace();
  26.     }
  27. }

}

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运行结果：

before: idCarNumber = 1000000000
after: idCarNumber = 123456
before: name = [shi, xin]
after: name = [hei, hei]
before: habit = CODE
after: habit = LOL

Process finished with exit code 0

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常见错误 1 ：无法转换类型导致的 java.lang.IllegalArgumentException

下面的代码和上个例子的代码很相似，但是运行时却报错：

public class FieldTrouble extends BaseTestClass {
public Integer value;

  1. public static void main(String[] args) {
  2.     FieldTrouble fieldTrouble = new FieldTrouble();
  3.     Class<? extends FieldTrouble> cls = fieldTrouble.getClass();
  4.     try {
  5.         Field value = cls.getField("value");
  6.         value.setInt(fieldTrouble, 23);
  8.     } catch (NoSuchFieldException e) {
  9.         e.printStackTrace();
  10.     } catch (IllegalAccessException e) {
  11.         e.printStackTrace();
  12.     }
  13. }

}

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Exception in thread “main” java.lang.IllegalArgumentException: Can not set java.lang.Integer field net.sxkeji.shixinandroiddemo2.test.reflection.FieldTrouble.value to (int)23
at sun.reflect.UnsafeFieldAccessorImpl.throwSetIllegalArgumentException(UnsafeFieldAccessorImpl.java:167)
at sun.reflect.UnsafeFieldAccessorImpl.throwSetIllegalArgumentException(UnsafeFieldAccessorImpl.java:191)
at sun.reflect.UnsafeObjectFieldAccessorImpl.setInt(UnsafeObjectFieldAccessorImpl.java:114)
at java.lang.reflect.Field.setInt(Field.java:949)
at net.sxkeji.shixinandroiddemo2.test.reflection.FieldTrouble.main(FieldTrouble.java:24)
at sun.reflect.NativeMethodAccessorImpl.invoke0(Native Method)
at sun.reflect.NativeMethodAccessorImpl.invoke(NativeMethodAccessorImpl.java:62)
at sun.reflect.DelegatingMethodAccessorImpl.invoke(DelegatingMethodAccessorImpl.java:43)
at java.lang.reflect.Method.invoke(Method.java:498)
at com.intellij.rt.execution.application.AppMain.main(AppMain.java:144)

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为什么我们无法给 Integer 类型的 value 使用 setInt() 方法重新设值呢？

这是因为在使用反射获取或者修改一个变量的值时，编译器不会进行自动装/拆箱。

因此我们无法给一个 Integer 类型的变量赋整型值，必须给它赋一个 Integer 对象才可以。

使用 Field.set(Object obj, Object value) 方法解决这个问题：

f.set(ft, new Integer(43));

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常见错误 2：反射非 public 的变量导致的 NoSuchFieldException

如果你使用 Class.getField() 或者 Class.getFields() 获取非 public 的变量，编译器会报 java.lang.NoSuchFieldException 错。

下面这张图说明了获取变量的四个方法所左右的对象类型：

shixinzhang
常见错误 3 ：修改 final类型的变量导致的 IllegalAccessException

当你想要获取或者修改 不可修改（final）的变量时，会导致IllegalAccessException。

举个例子：

public class FieldTrouble extends BaseTestClass {
public Integer value;
public final boolean wannaPlayGame = true;

  1. public static void main(String[] args) {
  2.     FieldTrouble fieldTrouble = new FieldTrouble();
  3.     Class<? extends FieldTrouble> cls = fieldTrouble.getClass();
  4.     try {

// Field value = cls.getField(“value”);
// value.setInt(fieldTrouble, 23);
// value.set(fieldTrouble, new Integer(23));

  1. Field wannaPlayGame = cls.getDeclaredField("wannaPlayGame");

// wannaPlayGame.setAccessible(true); //加上这句就没问题
wannaPlayGame.setBoolean(fieldTrouble, false);
System.out.format(“Field：%s %s\n”, wannaPlayGame.getName(),fieldTrouble.wannaPlayGame);

  1. } catch (NoSuchFieldException e) {
  2.         e.printStackTrace();
  3.     } catch (IllegalAccessException e) {
  4.         e.printStackTrace();
  5.     }
  6. }

}“`

上面的代码想要通过反射修改 wannaPlayGame 变量，运行后会报错：

“`java
java.lang.IllegalAccessException: Can not set final boolean field net.sxkeji.shixinandroiddemo2.test.reflection.FieldTrouble.wannaPlayGame to (boolean)false
at sun.reflect.UnsafeFieldAccessorImpl.throwFinalFieldIllegalAccessException(UnsafeFieldAccessorImpl.java:76)
at sun.reflect.UnsafeFieldAccessorImpl.throwFinalFieldIllegalAccessException(UnsafeFieldAccessorImpl.java:84)
at sun.reflect.UnsafeQualifiedBooleanFieldAccessorImpl.setBoolean(UnsafeQualifiedBooleanFieldAccessorImpl.java:96)
at java.lang.reflect.Field.setBoolean(Field.java:801)
at net.sxkeji.shixinandroiddemo2.test.reflection.FieldTrouble.main(FieldTrouble.java:28)
at sun.reflect.NativeMethodAccessorImpl.invoke0(Native Method)
at sun.reflect.NativeMethodAccessorImpl.invoke(NativeMethodAccessorImpl.java:62)
at sun.reflect.DelegatingMethodAccessorImpl.invoke(DelegatingMethodAccessorImpl.java:43)
at java.lang.reflect.Method.invoke(Method.java:498)
at com.intellij.rt.execution.application.AppMain.main(AppMain.java:144)

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