Java基础知识之反射机制-蒲公英云

一.反射机制的定义:
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

二.反射机制提供的功能:
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成员变量和方法；
⑤生成动态代理;

三.Java反射相关的主要API：
①java.lang.Class：代表一个类
②java.lang.reflect.Method：代表类的方法
③java.lang.reflect.Field：代表类的成员变量
④java.lang.reflect.Constructor：代表类的构造方法

四.Class类:
①Class本身也是一个类；
②Class 对象只能由系统建立对象；
③一个类在 JVM 中只会有一个Class实例；
④一个Class对象对应的是一个加载到JVM中的一个.class文件；
⑤每个类的实例都会记得自己是由哪个 Class 实例所生成；
⑥通过Class可以完整地得到一个类中的完整结构；

Class类常用方法:

static Class<?> forName(String className)	返回与带有给定字符串名的类或接口相关联的 Class 对象。
Method getMethod(String name, Class<?>… parameterTypes)	返回一个 Method 对象，它反映此 Class 对象所表示的类或接口的指定公共成员方法。
String getName()	以 String 的形式返回此 Class 对象所表示的实体（类、接口、数组类、基本类型或 void）名称。
T newInstance()	创建此 Class 对象所表示的类的一个新实例。
Field[] getDeclaredFields()	返回 Field 对象的一个数组，这些对象反映此 Class 对象所表示的类或接口所声明的所有字段。
ClassLoader getClassLoader()	返回该类的类加载器。

实例化Class类对象（四种方法）：(第三种使用最多)

①.若已知具体的类，通过类的class属性获取，该方法最为安全可靠，程序性能最高；
Class clazz = String.class;

②.已知某个类的实例，调用该实例的getClass()方法获取Class对象；
Person person = new Person();Class clazz = person.getClass();

③.已知一个类的全类名，且该类在类路径下，可通过Class类的静态方法forName()获取，可能抛ClassNotFoundException;
String className = “java.lang.String”;Class clazz = Class.forName(className);

④通过类加载器来获取；
ClassLoader cl = this.getClass().getClassLoader();Class clazz = cl.loadClass(“类的全类名”);

public class ClassMock { 
    public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException { 
        //1.若已知具体的类，通过类的class属性获取，该方法最为安全可靠，程序性能最高
        Class<String> clz = String.class;
        System.out.println(clz);//class java.lang.String
        //2.已知某个类的实例，调用该实例的getClass()方法获取Class对象；
        Person person = new Person();
        Class<? extends Person> clz1 = person.getClass();
        System.out.println(clz1);//class Person
        //3.已知一个类的全类名，且该类在类路径下，可通过Class类的静态方法forName()获取，可能抛ClassNotFoundException;
        Class<?> clz2 = Class.forName("java.lang.String");
        System.out.println(clz2);//class java.lang.String
        //4.通过类加载器来获取；
        ClassLoader classLoader = ClassMock.class.getClassLoader();
        Class<?> clz3 = classLoader.loadClass("java.lang.String");
        System.out.println(clz3);//class java.lang.String
    }
}

补充介绍一下ClassLoader（类加载器）：
在这里插入图片描述
五.使用反射获取类结构:
(1)创建类对象：
调用Class对象的new instance() 方法；

public class SingletonTest { 
    // 私有构造方法
    private SingletonTest(){     
        System.out.println("无参数---构造----");  
    }
    // 私有构造方法
    private SingletonTest(String a){       
        System.out.println("有参数---构造----参数值：" + a);  
    }
    //定义私有类型的变量
    private static volatile  SingletonTest instance;
    //定义一个静态共有方法
    public static SingletonTest getInstance(){ 
        if(instance == null){ 
            synchronized(SingletonTest.class){ 
                if(instance == null){ 
                    return new SingletonTest();
                }
            }
        }
        return instance;
    }
    public static void main(String[] args) throws Exception{ 
        Class clazz = SingletonTest.class;
        /*以下调用无参的、私有构造函数*/   
        Constructor c0=  clazz.getDeclaredConstructor();   
        c0.setAccessible(true); 
        SingletonTest po=(SingletonTest)c0.newInstance();   
        System.out.println("无参构造函数\t"+po); 
        /*以下调用带参的、私有构造函数*/   
        Constructor c1=clazz.getDeclaredConstructor(new Class[]{ String.class});   
        c1.setAccessible(true);   
        SingletonTest p1=(SingletonTest)c1.newInstance(new Object[]{ "我是参数值"});   
        System.out.println("有参的构造函数\t"+p1);  
    }
}

(2).通过反射调用类的完整结构：
①获取类中的方法:
1):获取方法所在类的字节码对象.
2):获取方法.

Class类中常用方法:
public Method[] getMethods():获取包括自身和继承过来的所有的public方法
public Method[] getDeclaredMethods():获取自身类中所有的方法(不包括继承的,和访问权限无关)
public Method getMethod(String methodName,
Class<?>… parameterTypes):表示调用指定的一个公共的方法(包括继承的)
参数:
methodName: 表示被调用方法的名字
parameterTypes:表示被调用方法的参数的Class类型如String.class

public Method getDeclaredMethod(String name,
Class<?>… parameterTypes):表示调用指定的一个本类中的方法(不包括继承的)
参数:
methodName: 表示被调用方法的名字
parameterTypes:表示被调用方法的参数的Class类型如String.class
在这里插入图片描述

②.使用反射调用方法(invoke):
1.非静态方法(使用对象调用)
1):获取方法所在类的字节码对象.
2):获取方法对象.
3):使用反射调用方法.

如何使用反射调用一个方法:
在Method类中有方法:
public Object invoke(Object obj,Object… args):表示调用当前Method所表示的方法
参数:
obj: 表示被调用方法底层所属对象
Method m = clz.getMethod(“sayHi”,String.class);
args:表示调用方法是传递的实际参数
返回:
底层方法的返回结果

调用私有方法:
在调用私有方法之前:应该设置该方法为可访问的
又因为Method是AccessibleObject子类,所以Method中具有该方法.
sayGoodByeMethod.setAccessible(true);

2.静态方法:
静态方法不属于任何对象,静态方法属于类本身.
此时把invoke方法的第一个参数设置为null即可.

3.使用反射调用数组参数(可变参数):
调用方法的时候把实际参数统统作为Object数组的元素即可.
Method对象.invoke(方法底层所属对象,new Object[]{ 所有实参 });
在这里插入图片描述
③.获取字段和操作字段:
(一)使用反射获取字段:
1.找到字段所在类的字节码
2.获取字段
public Field[] getFields():获取当前Class所表示类中所有的public的字段,包括继承的字段.
public Field getField(String fieldName):获取当前Class所表示类中该fieldName名字的public字段,包括继承的字段.
public Field[] getDeclaredFields():获取当前Class所表示类中所有的字段,不包括继承的字段.
public Field[] getDeclaredField(String name):获取当前Class所表示类中该fieldName名字的字段,不包括继承的字段.

(二).给某个类中的字段设置值和获取值:
1,找到被操作字段所在类的字节码
2,获取到该被操作的字段对象
3,设置值/获取值
Field类常用方法:
void setXX(Object obj, XX value) :为基本类型字段设置值,XX表示基本数据类型
void set(Object obj, Object value) :表示为引用类型字段设置值
参数:
obj: 表示字段底层所属对象,若该字段是static的,该值应该设为null
value: 表示将要设置的值

XX getXX(Object obj) :获取基本类型字段的值,XX表示基本数据类型
Object get(Object obj) :表示获取引用类型字段的值
参数:
obj: 表示字段底层所属对象,若该字段是static的,该值应该设为null
返回:返回该字段的值.

④.其他API细节
反射其它的API:
Class类中:
int getModifiers():获得修饰符
String getName():返回类的全限定名
Package getPackage():获得该类的包
String getSimpleName():获得类的简单名字

Class getSuperclass():获得类的父类
boolean isArray():判断该Class实例是否是数组
boolean isEnum() :判断该Class实例是否是枚举

Constructor,Method,Filed的信息:
去查阅相应类的API即可.

⑤Array
在这里插入图片描述
⑥.System类中,数组拷贝的方法: