java反射使用举例（全）

朱雀 2023-10-16 19:47 1阅读 0赞

本文将叙述如何运行时查看类信息，其中包括变量，方法，以及通过反射修改变量，执行方法等

包括如何反射匿名内部类及如何执行其方法，但是笔者强烈不建议这么做，这里只是演示反射而已

下面是一个测试类

Java代码 ![收藏代码][icon_star.png]

1.  **package** reflect; 
2.  
3.  **public** **class** Outer \{ 
4.  
5.  **static**\{ 
6.   System.out.println("Testing.."); 
7.   \} 
8.  
9.   TestInterface ti = **new** TestInterface() \{ 
10. **public** String test() \{ 
11. **return** "this is ti"; 
12.  \} 
13.  \}; 
14. 
15. **public** Outer(String name)\{ 
16.  System.out.println("Outer"); 
17.  \} 
18. 
19. **public** String toString()\{ 
20.  System.out.println("Outer toString"); 
21. **return** **new** TestInterface() \{ 
22. **public** String test() \{ 
23. **return** "this is a test!"; 
24.  \} 
25.  \}.test(); 
26.  \} 
27. 
28. @SuppressWarnings("unused") 
29. **private** **void** privateMethod()\{ 
30.  System.out.println("privateMethod"); 
31.  \} 
32. 
33. **protected** **void** protectedMethod()\{ 
34.  System.out.println("protectedMethod"); 
35.  \} 
36. 
37. **void** packageMethod()\{ 
38.  System.out.println("packageMethod"); 
39.  \} 
40. 
41. **public** **static** **void** staticMethod()\{ 
42.  System.out.println("staticMethod"); 
43.  \} 
44. 
45. **public** **interface** TestInterface \{ 
46. **public** String test(); 
47.  \} 
48. 
49. **public** **static** **class** StaticInner \{ 
50. **private** **static** **final** String TAG = "StaticInnerTAG"; 
51. **public** StaticInner()\{ 
52.  System.out.println("StaticInner"); 
53.  \} 
54. 
55. **public** String toString()\{ 
56.  System.out.println("StaticInner toString"); 
57. **return** TAG; 
58.  \} 
59.  \} 
60. 
61. **private** **class** Inner\{ 
62.  String name; 
63. **public** Inner()\{ 
64.  System.out.println("Inner"); 
65.  \} 
66. 
67. **public** Inner(String name)\{ 
68.  System.out.println("reflect.Outer.Inner.Inner(String name)"); 
69. **this**.name = name; 
70.  \} 
71.  \} 
72. \}

其中包括了普通内部类，静态内部类，内部匿名类，接口等

其中外部类Outer没有默认构造器，String reflect.Outer.Inner.getName()是private的……

**外部类**

**Constructor,Method,Class.forName,newInstance**

下面来看如何对上述的类进行反射

首先先看外部类Outer

Java代码 ![收藏代码][icon_star.png]

1.  **public** **static** **void** main(String\[\] args) \{ 
2.  **try** \{ 
3.   Class<?> outer = Class.forName("reflect.Outer"); 
4.   outer = Outer.**class**; 
5.   Constructor<?>\[\] constructors = outer.getConstructors(); 
6.  **for** (Constructor<?> constructor : constructors) \{ 
7.   Class<?>\[\] types = constructor.getParameterTypes(); 
8.   System.out.println(constructor.getName() + "(" \+ arrayToString(types) + ")"); 
9.   \} 
10. 
11.  Constructor<?> outerConstructor = outer.getConstructor(String.**class**); 
12.  Outer outerInstance = (Outer) outerConstructor.newInstance("a outer"); 
13.  System.out.println(outerInstance); 
14.  \} **catch** (ClassNotFoundException e) \{ 
15.  e.printStackTrace(); 
16.  \} **catch** (SecurityException e) \{ 
17.  e.printStackTrace(); 
18.  \} **catch** (NoSuchMethodException e) \{ 
19.  e.printStackTrace(); 
20.  \} **catch** (IllegalArgumentException e) \{ 
21.  e.printStackTrace(); 
22.  \} **catch** (InstantiationException e) \{ 
23.  e.printStackTrace(); 
24.  \} **catch** (IllegalAccessException e) \{ 
25.  e.printStackTrace(); 
26.  \} **catch** (InvocationTargetException e) \{ 
27.  e.printStackTrace(); 
28.  \} 
29. \} 
30. 
31. **public** **static** String arrayToString(Class<?>\[\] classes)\{ 
32.  StringBuilder stringBuilder = **new** StringBuilder(); 
33. **for** (Class<?> type : classes) \{ 
34.  stringBuilder.append(type.getCanonicalName()); 
35.  stringBuilder.append(","); 
36.  \} 
37. **if**(classes.length > 0)\{ 
38.  stringBuilder.deleteCharAt(stringBuilder.length() - 1); 
39.  \} 
40. **return** stringBuilder.toString(); 
41. \}

打印结果

Java代码 ![收藏代码][icon_star.png]

1.  Testing.. 
2.  reflect.Outer(java.lang.String) 
3.  Outer 
4.  Outer toString 
5.  **this** is a test!

下面简单分析下

Java代码 ![收藏代码][icon_star.png]

1.  Class<?> outer = Class.forName("reflect.Outer"); 
2.  //outer = Outer.class;

我们对类reflect.Outer进行反射，这里使用Outer.class也可以获得Class对象

之前说过**使用类字面量不会初始化该类，而Class.forName则会初始化**，当使用Outer.class时候log如下

Java代码 ![收藏代码][icon_star.png]

1.  reflect.Outer(java.lang.String) 
2.  Testing.. 
3.  Outer 
4.  Outer toString 
5.  **this** is a test!

顺序改变了，打印的时候Testing..实际是下面这句触发的

Java代码 ![收藏代码][icon_star.png]

1.  Outer outerInstance = (Outer) outerConstructor.newInstance("a outer");

这时候加载Outer这个类，然后进行初始化

接下来我们查看了Outer的所有构造器Constructor，并打印出所需要的参数（与普通方法区别开来）

构造器只有一个，参数是String

如何执行这个带有String作为参数的构造器来返回一个Outer实例

Java代码 ![收藏代码][icon_star.png]

1.  Constructor<?> outerConstructor = outer.getConstructor(String.**class**); 
2.  Outer outerInstance = (Outer) outerConstructor.newInstance("a outer"); 
3.  System.out.println(outerInstance);

我们先取得我们需要的Constructor，然后，Constructor提供了newInstance方法，这样就可以获得Outer实例

最后打印实例，调用了toString函数

如果你尝试调用

Java代码 ![收藏代码][icon_star.png]

1.  outer.newInstance();

则会看到如下异常

java.lang.InstantiationException: reflect.Outer

at java.lang.Class.newInstance0(Class.java:357)

at java.lang.Class.newInstance(Class.java:325)

at reflect.Test.main(Test.java:30)

这是因为Outer没有提供默认构造器

在获得Constructor时其实是有下面两个选择的，至于区别，我们放在Method里说

Java代码 ![收藏代码][icon_star.png]

1.  outer.getConstructors(); 
2.  outer.getDeclaredConstructors()

现在看看如何获得类的方法，顺便看看Declared的作用

不如直接打印出来，这样比较直观

Java代码 ![收藏代码][icon_star.png]

1.  Method\[\] methods = outer.getMethods(); 
2.  **for** (Method method : methods) \{ 
3.   Class<?>\[\] types = method.getParameterTypes(); 
4.   System.out.println(method.getReturnType().getName() + " " \+ outer.getName() + "." \+ method.getName() + "(" \+ arrayToString(types) + ")"); 
5.  \} 
6.  System.out.println("--------------------------------------"); 
7.  methods = outer.getDeclaredMethods(); 
8.  **for** (Method method : methods) \{ 
9.   Class<?>\[\] types = method.getParameterTypes(); 
10.  System.out.println(method.getReturnType().getName() + " " \+ outer.getName() + "." \+ method.getName() + "(" \+ arrayToString(types) + ")"); 
11. \}Class<?> outer = Outer.**class**;

结果如下

Java代码 ![收藏代码][icon_star.png]

1.  **void** reflect.Outer.staticMethod() 
2.  java.lang.String reflect.Outer.toString() 
3.  **void** reflect.Outer.wait(**long**) 
4.  **void** reflect.Outer.wait() 
5.  **void** reflect.Outer.wait(**long**,**int**) 
6.  **boolean** reflect.Outer.equals(java.lang.Object) 
7.  **int** reflect.Outer.hashCode() 
8.  java.lang.Class reflect.Outer.getClass() 
9.  **void** reflect.Outer.notify() 
10. **void** reflect.Outer.notifyAll() 
11. \-------------------------------------- 
12. **void** reflect.Outer.privateMethod() 
13. **void** reflect.Outer.protectedMethod() 
14. **void** reflect.Outer.packageMethod() 
15. **void** reflect.Outer.staticMethod() 
16. java.lang.String reflect.Outer.toString()

调用getMethods时，Outer的方法只打印出了toString，其余结果均为父类Object的公有方法

调用getDeclaredMethods时，则只打印出在Outer中声明定义的方法

他们均打印出了公共的静态方法

所有带Declared和不带Declared的成对的方法都和上面的类似

如何利用反射执行一个方法，下面以void reflect.Outer.privateMethod()为例

Java代码 ![收藏代码][icon_star.png]

1.  Method method = outer.getDeclaredMethod("privateMethod"); 
2.  method.setAccessible(**true**); 
3.  method.invoke(outerInstance, (Object\[\])**null**); 
4.  method.setAccessible(**false**);

首先privateMethod是私有方法，所以为了能得到对应的Method对象，我们需要调用getDeclaredMethod

为了能访问私有方法，我们需要进行setAccessible(true)的设置

然后需要有个对象来执行，我们选择刚才的outerInstance

这时控制台输出

Java代码 ![收藏代码][icon_star.png]

1.  privateMethod

干完活后，恢复其设置setAccessible(false)

下面是静态方法的执行

Java代码 ![收藏代码][icon_star.png]

1.  Method method = outer.getDeclaredMethod("staticMethod"); 
2.  method.setAccessible(**true**); 
3.  method.invoke(Outer.**class**, (Object\[\])**null**); 
4.  method.setAccessible(**false**);

ps：使用method.invoke(outerInstance, (Object\[\])null);也能执行，但是不该这样

**内部类**

**isInterface,Field,isAccessible,setAccessible,getModifiers,Modifier.toString()**

下面看看内部类的反射

Java代码 ![收藏代码][icon_star.png]

1.  Class<?>\[\] classes = outer.getDeclaredClasses(); 
2.  **for** (Class<?> clazz : classes) \{ 
3.  **if**(clazz.isInterface())\{ 
4.   System.out.println("interface : " \+ clazz.getName()); 
5.   \}**else**\{ 
6.   System.out.println("class : " \+ clazz.getName()); 
7.   \} 
8.  \}

输出

Java代码 ![收藏代码][icon_star.png]

1.  **class** : reflect.Outer$Inner 
2.  **class** : reflect.Outer$StaticInner 
3.  **interface** : reflect.Outer$TestInterface

看来反射提供的api功能还是很全的

下面是如何反射静态内部类

Java代码 ![收藏代码][icon_star.png]

1.  **try** \{ 
2.   Class<StaticInner> staticInner = StaticInner.**class**; 
3.   StaticInner staticInnerInstance = staticInner.newInstance(); 
4.  \}**catch** (SecurityException e) \{ 
5.   e.printStackTrace(); 
6.  \} **catch** (IllegalArgumentException e) \{ 
7.   e.printStackTrace(); 
8.  \} **catch** (InstantiationException e) \{ 
9.   e.printStackTrace(); 
10. \} **catch** (IllegalAccessException e) \{ 
11.  e.printStackTrace(); 
12. \}

也可以使用Class.forName方式，如果StaticInner是不可见的，那么上面的代码则无法编译，下面看看Class.forName

Java代码 ![收藏代码][icon_star.png]

1.  **try** \{ 
2.   Class<StaticInner> staticInner = (Class<StaticInner>) Class.forName("reflect.Outer.StaticInner"); 
3.   StaticInner staticInnerInstance = staticInner.newInstance(); 
4.  \}**catch** (SecurityException e) \{ 
5.   e.printStackTrace(); 
6.  \} **catch** (IllegalArgumentException e) \{ 
7.   e.printStackTrace(); 
8.  \} **catch** (InstantiationException e) \{ 
9.   e.printStackTrace(); 
10. \} **catch** (IllegalAccessException e) \{ 
11.  e.printStackTrace(); 
12. \} **catch** (ClassNotFoundException e) \{ 
13.  e.printStackTrace(); 
14. \}

如果你和上面的写法一样，那么很不幸，运行时会得到如下错误

java.lang.ClassNotFoundException: reflect.Outer.StaticInner

at java.net.URLClassLoader$1.run(URLClassLoader.java:217)

at java.security.AccessController.doPrivileged(Native Method)

at java.net.URLClassLoader.findClass(URLClassLoader.java:205)

at java.lang.ClassLoader.loadClass(ClassLoader.java:321)

at sun.misc.Launcher$AppClassLoader.loadClass(Launcher.java:294)

at java.lang.ClassLoader.loadClass(ClassLoader.java:266)

at java.lang.Class.forName0(Native Method)

at java.lang.Class.forName(Class.java:186)

at reflect.Test.main(Test.java:11)

我们去bin目录下可以发现这样的文件Outer$StaticInner.class

反射代码只需做如下改动

Java代码 ![收藏代码][icon_star.png]

1.  Class<StaticInner> staticInner = (Class<StaticInner>) Class.forName("reflect.Outer$StaticInner");

**.变成了$**

这里newInstance之所以能执行，是因为StaticInner有默认构造器

下面看看StaticInner中生命了哪些变量

Java代码 ![收藏代码][icon_star.png]

1.  Class<StaticInner> staticInner = StaticInner.**class**; 
2.  Field\[\] fields = staticInner.getDeclaredFields(); 
3.  **for** (Field field : fields) \{ 
4.   Class<?> type = field.getType(); 
5.   field.setAccessible(**true**); 
6.   System.out.println(Modifier.toString(field.getModifiers()) + " " \+ type.getName() + " " \+ field.getName()); 
7.  \} 
8.  
9.  StaticInner StaticInnerInstance = staticInner.newInstance(); 
10. Field field = staticInner.getDeclaredField("TAG"); 
11. **boolean** accessible = field.isAccessible(); 
12. **if**(!accessible)\{ 
13.  field.setAccessible(**true**); 
14. \} 
15. System.out.println(field.get(StaticInnerInstance)); 
16. field.set(StaticInnerInstance, "TAG"); 
17. System.out.println(field.get(StaticInnerInstance)); 
18. **if**(!accessible)\{ 
19.  field.setAccessible(**false**); 
20. \}

结果如下

Java代码 ![收藏代码][icon_star.png]

1.  **private** java.lang.String TAG 
2.  StaticInner 
3.  StaticInnerTAG 
4.  TAG

StaticInner只声明了一个变量，名字为TAG，类型为String

即使是private变量，设置setAccessible(true)之后也能改变其值

普通内部类的反射和上面类似

最后说下匿名内部类

匿名内部类的作用是仅仅使用一次，所以也没有必要进行反射，实际上也很难进行反射

例子中有两个匿名内部类

Java代码 ![收藏代码][icon_star.png]

1.  TestInterface ti = **new** TestInterface() \{ 
2.  **public** String test() \{ 
3.  **return** "this is ti"; 
4.   \} 
5.  \}; 
6.  
7.  **public** String toString()\{ 
8.   System.out.println("Outer toString"); 
9.  **return** **new** TestInterface() \{ 
10. **public** String test() \{ 
11. **return** "this is a test!"; 
12.  \} 
13.  \}.test(); 
14. \}

在bin目录下发现有Outer$1.class和Outer$2.class

getDeclaredClasses发现也没有匿名内部类的信息

Java代码 ![收藏代码][icon_star.png]

1.  **try** \{ 
2.   Class<Outer> outer = Outer.**class**; 
3.   Class<?>\[\] classes = outer.getDeclaredClasses(); 
4.  **for** (Class<?> clazz : classes) \{ 
5.   System.out.println(clazz.getName()); 
6.   \} 
7.  \}**catch** (SecurityException e) \{ 
8.   e.printStackTrace(); 
9.  \} **catch** (IllegalArgumentException e) \{ 
10.  e.printStackTrace(); 
11. \}

结果

Java代码 ![收藏代码][icon_star.png]

1.  reflect.Outer$Inner 
2.  reflect.Outer$StaticInner 
3.  reflect.Outer$TestInterface

只有这三个，包括一个接口

如果非要对匿名内部类进行反射，也不是不可能

**下面演示如何反射一个匿名内部类，仅仅是演示，没有任何意义，也不推荐这么做**

我们以上面的toString方法里面的内部类做例子

Java代码 ![收藏代码][icon_star.png]

1.  **try** \{ 
2.   Class<?> clazz = Class.forName("reflect.Outer$2"); 
3.   Constructor<?>\[\] constructors = clazz.getDeclaredConstructors(); 
4.   constructors\[0\].setAccessible(**true**); 
5.   Class<?>\[\] types = constructors\[0\].getParameterTypes(); 
6.  **for** (Class<?> type : types) \{ 
7.   System.out.println("Parameter Types:" \+ type.getName()); 
8.   \} 
9.   TestInterface testInterface = (TestInterface) constructors\[0\].newInstance(**new** Outer("")); 
10.  Method\[\] methods = clazz.getDeclaredMethods(); 
11. **for** (Method method : methods) \{ 
12.  Class<?>\[\] parameterTypes = method.getParameterTypes(); 
13.  System.out.println(method.getName() + "(" \+ arrayToString(parameterTypes) + ")"); 
14.  \} 
15.  Method method = clazz.getDeclaredMethod("test"); 
16.  String string = (String)method.invoke(testInterface); 
17.  System.out.println(string); 
18. \}**catch** (SecurityException e) \{ 
19.  e.printStackTrace(); 
20. \} **catch** (IllegalArgumentException e) \{ 
21.  e.printStackTrace(); 
22. \} **catch** (ClassNotFoundException e) \{ 
23.  e.printStackTrace(); 
24. \} **catch** (IllegalAccessException e) \{ 
25.  e.printStackTrace(); 
26. \} **catch** (InvocationTargetException e) \{ 
27.  e.printStackTrace(); 
28. \} **catch** (InstantiationException e) \{ 
29.  e.printStackTrace(); 
30. \} **catch** (NoSuchMethodException e) \{ 
31.  e.printStackTrace(); 
32. \}

结果如下

Java代码 ![收藏代码][icon_star.png]

1.  Parameter Types:reflect.Outer 
2.  Testing.. 
3.  Outer 
4.  test() 
5.  **this** is a test!

下面看看代码都做了什么，依次说明

首先获取Outer$2的Class

然后获取其构造器，查看所需要的参数，我们发现内部匿名类也需要一个外部类的支持

然后我们newInstance生成实例，声明为一个接口，由于要传入外部类，这里我们直接new一个，所以会初始化外部类，打印第2,3句

接下来查看内部类的方法，找到test()，这是第4句打印的结果

最后用实例化好的内部匿名类执行这个方法，所以打印出了最后一句

执行第一个匿名内部类的方法代码简单些，同样不推荐这么做

Java代码 ![收藏代码][icon_star.png]

1.  **try** \{ 
2.   Class<Outer> clazz = Outer.**class**; 
3.   Outer o = **new** Outer(""); 
4.  //System.out.println(o.ti.test());
5.   Field field = clazz.getDeclaredField("ti"); 
6.   TestInterface testInterface = (TestInterface) field.get(o); 
7.   System.out.println(testInterface.test()); 
8.  \}**catch** (SecurityException e) \{ 
9.   e.printStackTrace(); 
10. \} **catch** (IllegalArgumentException e) \{ 
11.  e.printStackTrace(); 
12. \} **catch** (NoSuchFieldException e) \{ 
13. // TODO Auto-generated catch block
14.  e.printStackTrace(); 
15. \} **catch** (IllegalAccessException e) \{ 
16.  e.printStackTrace(); 
17. \}

为了演示反射，这里没有使用System.out.println(o.ti.test());

至此，反射演示结束

由于写本篇blog的时候多次修改代码，所以上面可能有些地方不太一致，如果发现，敬请指正

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