Java基础知识之反射机制

ゝ一纸荒年。 2023-07-23 03:46 22阅读 0赞

**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:**

<table> 
 <thead> 
  <tr> 
   <th>static Class&lt;?&gt; forName(String className)</th> 
   <th>返回与带有给定字符串名的类或接口相关联的 Class 对象。</th> 
  </tr> 
 </thead> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td>Method getMethod(String name, Class&lt;?&gt;… parameterTypes)</td> 
   <td>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。</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>String getName()</td> 
   <td>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。</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>T newInstance()</td> 
   <td>创建此 Class 对象所表示的类的一个新实例。</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>Field[] getDeclaredFields()</td> 
   <td>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。</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>ClassLoader getClassLoader()</td> 
   <td>返回该类的类加载器。</td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

**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][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80MTU4ODc1MQ_size_16_color_FFFFFF_t_70]  
**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][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80MTU4ODc1MQ_size_16_color_FFFFFF_t_70 1]

**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][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80MTU4ODc1MQ_size_16_color_FFFFFF_t_70 2]  
**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][20200407000117779.png]  
⑥.System类中,数组拷贝的方法:  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80MTU4ODc1MQ_size_16_color_FFFFFF_t_70 3]

[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80MTU4ODc1MQ_size_16_color_FFFFFF_t_70]: /images/20230528/28227264930d406c89bdded165adaa1f.png
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[20200407000117779.png]: /images/20230528/9e7284ebe72e49d7b922fb630a6da0dd.png
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