java的核心技术点_Java核心技术点之反射

深碍√TFBOYSˉ_ 2022-11-09 11:27 220阅读 0赞

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。

2. 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泛型类的一个实例，比如Class对象即为一个封装了MyClass类的定义信息的Class实例。由于java.lang.Class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：

1 public classPeople \{2 privateString name;3 private intage;4

5 public People(String name, intage) \{6 this.name =name;7 this.age =age;8\}9

10 public intgetAge() \{11 returnage;12\}13

14 publicString getName() \{15 returnname;16\}17

18 public void setAge(intage) \{19 this.age =age;20\}21

22 public voidsetName(String name) \{23 this.name =name;24\}25

26 public voidspeak() \{27 System.out.println(getName() + " " +getAge());28\}29 \}

1 public class Student extendsPeople \{2 private intgrade;3

4 public Student(String name, intage) \{5 super(name, age);6 \}7

8 public Student(String name, int age, intgrade) \{9 super(name, age);10 this.grade =grade;11 \}12

13 public intgetGrade() \{14 returngrade;15 \}16

17 public void setGrade(intgrade) \{18 this.grade =grade;19 \}20

21 private voidlearn(String course) \{22 System.out.println(name + " learn " +course);23 \}24 \}

(1) 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：

1 Class 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：

1 Class peopleClass = Class.forName("com.test.People"); //假设People类在com.test包中

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。)

(2) 通过对象本身获取其Class对象：

1 People people = new People("Bill"， 18);2 Class peopleClass = people.getClass();

3. 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：

1 public static voidmain(String\[\] args) \{2 Class pClass = People.class;3 System.out.println(pClass);4 try\{5 Constructor constructor = pClass.getConstructor(String.class, int.class);6 People people = constructor.newInstance("Bill", 18);7 obj.speak();8 \} catch(Exception e) \{9 e.printStackTrace();10 \}11 \}

在第4行，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，如上面代码的第6行所示。

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：

1 Constructor constructor = peopleClass.getConstructor(String.class， int.class);2 //设置 constructor 的 Accessible属性为ture以取消Java的访问检查

3 constructor.setAccessible(true);

4. 通过反射获取类中定义的方法

(1) 获取当前类中定义的方法(不包括从父类继承来的)

要获取当前类中定义的所有方法可以通过 Class 中的 getDeclaredMethods 函数，它会获取到当前类中定义的所有方法(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定义的方法。要想获得指定的方法，可以调用getDeclaredMethod(String name, Class... parameterTypes)。如以下代码所示 :

1 private static voidshowDeclaredMethods() \{2 Student student = new Student("Bill", 18);3 Method\[\] methods =student.getClass().getDeclaredMethods();4 for(Method method : methods) \{5 System.out.println("declared method name : " +method.getName());6 \}7

8 try\{9 //获取learnMethod对象(封装了learn方法)

10 Method learnMethod = student.getClass().getDeclaredMethod("learn", String.class);11 //获取learn方法的参数列表并打印出来

12 Class>\[\] paramClasses =learnMethod.getParameterTypes() ;13 for (Class> class: paramClasses) \{14 System.out.println("learn方法的参数: " + class.getName());15 \}16 //判断learn方法是否为private

17 System.out.println(learnMethod.getName() + " is private "

18 +Modifier.isPrivate(learnMethod.getModifiers()));19 learnMethod.invoke(student, "Java Reflection");20 \} catch(Exception e) \{21 e.printStackTrace();22 \}23 \}

第12行，通过调用Method对象的getParameterTypes方法来获取一个方法的形参的类型列表，这个方法会返回一个Class数组。比如由于learn方法只有一个String类型的参数，所以调用此方法会返回一个只包含String.class一个元素的Class数组。(由于返回的Class对象分别对应了不同类型，所以我们在上面的代码中用了Class>。)

第14行，我们调用了Class对象的getName方法，这个方法会返回这个Class对象所封装的类的全名(本例中会返回java.lang.String)。

第19行，通过调用Method对象的invoke方法可以调用相应Method对象所封装的方法。

(2) 获取当前类和父类中定义的公有方法

要获取当前类以及父类中的所有 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：

1 private static voidshowMethods() \{2 Student student = new Student("mr.simple");3 //获取所有public方法(包括Student本身的和从父类继承来的)

4 Method\[\] methods =student.getClass().getMethods();5 for(Method method : methods) \{6 System.out.println("method name : " +method.getName());7 \}8 try\{9 //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

10 Method learnMethod = student.getClass().getMethod("learn", String.class);11

12 \} catch(Exception e) \{13 e.printStackTrace();14 \}15 \}

5. 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 getMethod 函数换成了 getField，getDeclaredMethod 换成了 getDeclaredField 。

(1) 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

1 private static voidshowDeclaredFields() \{2 Student student = new Student("Bill", 18);3 //获取当前类中定义的所有属性并显示出来

4 Field\[\] fields =student.getClass().getDeclaredFields();5 for(Field field : publicFields) \{6 System.out.println("declared field name : " +field.getName());7 \}8

9 try\{10 //获取指定的属性

11 Field gradeField = student.getClass().getDeclaredField("grade");12 //获取属性值

13 System.out.println("The grade is : " +gradeField.getInt(student));14 //设置属性值

15 gradeField.set(student, 10);16 System.out.println("The grade is : " +gradeField.getInt(student));17 \} catch(Exception e) \{18 e.printStackTrace();19 \}20 \}

(2)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 voidshowFields() \{

Student student= new Student("Bill"， 18);//获取当前类和父类的所有public属性并显示

Field\[\] publicFields =student.getClass().getFields();for(Field field : publicFields) \{

System.out.println("field name : " +field.getName());

6. 通过反射获取类的父类及类所实现的接口

(1)获取父类

调用Class对象的getSuperClass方法即可，如以下代码所示：

1 Student student = new Student("Bill", 18);2 Class> superClass =student.getClass().getSuperclass();3 System.out.println("Student's super class is : " + superClass.getName());

(2) 获取接口

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：

1 private static voidshowInterfaces() \{2 Student student = new Student("Bill", 19);3 Class>\[\] interfaces =student.getClass().getInterfaces();4 for (Class> interface: interfaces) \{5 System.out.println("Implements interface: " + interface.getName());6 \}7 \}

由于Student类未显式实现任何接口，所以以上代码什么也不会输出。

7. 参考资料