关于 Java 反射，你该了解这些

清疚 2023-10-06 08:06 40阅读 0赞

## 为什么需要 ##

正如我们知道的那样，Java 程序中的许多实例化的对象在代码被编写以及代码运行时都会出现两种类型：编译时类型（我们在 IDE 中编写出来的相关代码）和运行时类型（执行编写的代码）。比如：`Person person = new Student()` ，这段代码生成了一个 person 变量，编译时的类型是 Person，运行时类型为 Student。这个时候，如果代码中运行中需要接收一个外部传入的对象，该对象编译时的类型为 Object，而程序又需要该对象运行时类型的方法。

对应的解决方案：

1.  非常极端的情况：开发人员知道某个变量在编译时以及运行时的具体信息，先使用 `instanceof` 运算符来判断，然后再将其强制转换为运行时的类型的变量。
2.  正常情况下，编译时无法预知该对象以及类可能属于哪些类，只能利用程序在运行时的信息来发现对象和类的信息，这个时候就用到了反射。

## 什么是反射 ##

> Reflection enables Java code to discover information about the fields, methods and constructors of **loaded classes**, and to use reflected fields, methods, and constructors to operate on their underlying counterparts, within security restrictions. The API accommodates applications that need access to either the public members of a target object (based on its runtime class) or the members declared by a given class. It also allows programs to suppress default reflective access control.——[Core Java Reflection][]

简而言之，就是通过反射，我们可以在 **运行时** 获得程序或程序集中每一个类型的成员和成员的信息（对于任何一个类，都能知道这个类的属性和方法；对于任何一个对象，都能够调用它的方法和属性）。

程序中一般的对象的类型都是在编译期就确定下来的，而 Java 反射机制可以动态地创建对象并调用其属性，这样的对象的类型在编译期是未知的。所以我们可以通过反射机制直接创建对象，即使这个对象的类型在编译期是未知的。

## 如何实现 ##

主要通过以下 API：

1.  java.lang.Class：代表一个类
2.  java.lang.reflect.Method：代表类的方法
3.  java.lang.reflect.Field: 代表类的成员变量
4.  java.lang.reflect.Constructor：代表类的构造器

## 常用功能及运用 ##

**实体类代码如下：**

package com.mindartisan.reflection;
    public class Person {
        
    
        private String name;
        public int age;
    
        public String getName() {
        
            return name;
        }
    
        public void setName(String name) {
        
            this.name = name;
        }
    
        public int getAge() {
        
            return age;
        }
    
        public void setAge(int age) {
        
            this.age = age;
        }
    
        public Person(String name, int age) {
        
    
            this.name = name;
            this.age = age;
        }
    
        private Person(String name) {
        
            this.name = name;
        }
    
        public Person() {
        
            System.out.println("Person()");
        }
    
        public void show(){
        
            System.out.println("你好，我是"+name);
        }
    
        private String showNation(String nation){
        
            System.out.println("我来自：" + nation);
            return nation;
        }
    
        @Override
        public String toString() {
        
            return "Person{" +
                    "name='" + name + '\'' +
                    ", age=" + age +
                    '}';
        }
    }

### 获得 Class 对象 ###

方式一：调用运行时类的属性 `.class`

Class c1= Person.class;
    System.out.println(c1);

方式二：通过运行时类的对象,调用 `getClass()`

Person p1 = new Person();
    Class c2 = p1.getClass();
    System.out.println(c2);

方式三：调用 Class 的静态方法 `forName(String classPath)`

Class c3 = Class.forName("com.mindartisan.reflection");
    ystem.out.println(c3);

方式四：使用类的加载器 `ClassLoader`

ClassLoader classLoader = ReflectionTest.class.getClassLoader();
    Class clazz4 = classLoader.loadClass("com.mindartisan.reflection.Person");
    System.out.println(c4);

### 判断是否为某个类的实例 ###

一般情况下，我们可以使用 `instanceof` 来判断是否为某个类的实例，我们也可以借助反射中的 Class 对象的 `isInstance()` 方法来判断是否为某个类的实例。

// public native boolean isInstance(Object obj);
    Person person = new Person();
    Class c5 = Person.class;
    System.out.println(c5.isInstance(person));

![Java 反射 isInstance(Object obj)][Java _ isInstance_Object obj]

### 创建实例 ###

方式一：使用 Class 的 newInstance() 方法来创建 Class 对象对应类的实例

Class c6 = Person.class;
    /*
    *要想此方法正常的创建运行时类的对象，要求：
    * 1.运行时类必须提供空参的构造器
    * 2.空参的构造器的访问权限得够。通常，设置为public。
    * 
    * 在 javabean 中要求提供一个 public 的空参构造器。原因：
    * 1.便于通过反射，创建运行时类的对象
    * 2.便于子类继承此运行时类时，默认调用super()时，保证父类有此构造器
    */
    Object o = c6.newInstance();

方式二：先通过 Class 对象获取指定的 Constructor 对象，再调用 Constructor 对象的 newInstance() 方法来创建实例

Class c7= Person.class;
    Constructor cons = c7.getConstructor(String.class,int.class);
    Object obj = cons.newInstance("Jobs", 30);
    Person p2 = (Person) obj;
    System.out.println(p2.toString());

### 获取类的方法 ###

1.  `public Method[] getDeclaredMethods()` 方法返回类或接口声明的所有方法，包括公共、保护、默认（包）访问和私有方法，但不包括继承的方法;
2.  `public Method[] getMethods()` 方法返回某个类的所有公用（public）方法，包括其继承类的公用方法；
3.  `public Method getMethod(String name, Class<?>... parameterTypes)` 方法返回一个特定的方法，其中第一个参数为方法名称，后面的参数为方法的参数对应 Class 的对象。

### 获取构造器信息 ###

使用 Class 类的 `getConstructor()` 方法得到 Constructor 类的一个实例，而 Constructor 类有一个`newInstance()` 方法可以创建一个对象实例。若想获取私有的构造器，使用 Class 类的 `getDeclaredConstructor()` 方法，如下：

Class c8= Person.class;
    Constructor con1 = c8.getDeclaredConstructor(String.class);
    // 保证可以被访问，建议获取构造器信息、方法信息时使用。
    con1.setAccessible(true);
    Person p3 = (Person) con1.newInstance("Jobs");
    System.out.println(p3);

### 获取类的成员变量信息 ###

类似「获取类的方法」,此处不再赘述。

### 调用方法 ###

当我们从类中获取了一个方法后，我们就可以用 Method 类提供的 `invoke()` 方法来调用此方法。

Class c9 = Person.class;
    Object obj1 = cons.newInstance("Jobs", 31);
    Person p4 = (Person) obj1;
    Method show1 = c9.getDeclaredMethod("show");
    show.invoke(p4);

### 其它 ###

至于获取运行时类的父类、运行时类的带泛型的父类、运行时类实现的接口、运行时类所在的包、运行时类声明的注解 等内容请参考 JDK 手册。

> 提供一个 [JDK 1.6 官方中文版下载][JDK 1.6]。  
> ![JDK 1.6 官方中文版][JDK 1.6 1]

### 动态代理（重要） ###

想要学习动态代理，请先阅读 [可能是最通俗易懂的 Java 静态代理][Java] 之后再进行 [Java 动态代理][Java 1] 的学习。

## 加餐时刻 ##

### 哪些类型有 Class 对象 ###

1.  class：外部类、成员（成员内部类，静态内部类），局部内部类，匿名内部类；
2.  interface：接口
3.  \[\]：数组
4.  enum：枚举
5.  annotation：注解
6.  基本数据类型
7.  void

### 动态语言与静态语言 ###

**动态语言：** 在运行时代码可以根据某些条件改变自身结构。  
**静态语言：** 运行时结构不可变的语言就是静态语言。

注：Java 不是动态语言，但是它可以使用反射机制、字节码操作获得类似动态语言的特性。

## 推荐阅读 ##

[深入解析 Java 反射][Java 2]

[Java基础之—反射][Java 3]

## 关联阅读 ##

[Go 反射][Go]

[Core Java Reflection]: https://docs.oracle.com/javase/8/docs/technotes/guides/reflection/index.html
[Java _ isInstance_Object obj]: https://img-blog.csdnimg.cn/20200504202551511.jpg?x-oss-process=image/watermark,type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk,shadow_10,text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L01yQmF5bWF4,size_16,color_FFFFFF,t_70
[JDK 1.6]: https://download.csdn.net/download/MrBaymax/12390079
[JDK 1.6 1]: https://img-blog.csdnimg.cn/20200505150040884.jpg?x-oss-process=image/watermark,type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk,shadow_10,text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L01yQmF5bWF4,size_13,color_FFFFFF,t_70
[Java]: https://mindartisan.blog.csdn.net/article/details/106038658
[Java 1]: https://mindartisan.blog.csdn.net/article/details/106046928
[Java 2]: https://www.sczyh30.com/posts/Java/java-reflection-1/
[Java 3]: https://blog.csdn.net/sinat_38259539/article/details/71799078
[Go]: https://mindartisan.blog.csdn.net/article/details/128488688