全面瞭解Java反射機制
什麼是反射
反射 (Reflection) 是Java的特徵之一，它允許執行中的Java程式獲取自身的資訊，並且可以操作類或物件的內部屬性。
通俗的來講就是：通過反射機制，可以在執行時獲得程式或程式集中每一個型別的成員和成員的資訊。
注意這裡的重點是：執行時，而不是編譯時。我們常規情況下寫的物件型別都是在編譯期就確定下來的。而Java反射機制可以動態地建立物件並呼叫其屬性，這樣建立物件的方式便異常靈活了。
雖然通過反射可以動態的建立物件，增加了靈活性，但也不是什麼地方都可用，還要考慮效能、編碼量、安全、面向物件性等。
我們知道Java是面向物件的，如果通過反射機制去操作物件裡面的屬性或方法，一定程度上破壞了面向物件的特性。同時，通過反射機制還可以修改私有變數，也存在一定的安全性問題。
但這並不影響反射在實踐中的應用，幾乎各大框架多多少少都在使用Java反射機制。特別是主流的Spring框架。
功能及用途
Java反射主要提供以下功能：
在執行時判斷任意一個物件所屬的類；
在執行時構造任意一個類的物件；
在執行時判斷任意一個類所具有的成員變數和方法（通過反射甚至可以呼叫private方法）；
在執行時呼叫任意一個物件的方法
反射最重要的用途之一就是開發各類通用框架。以Spring為例，當基於XML進行配置Bean時，我們通常寫如下程式碼：
<bean class="com.choupangxia.UserServiceImpl">
</bean>
Spring在啟動的時候便會利用反射機制去載入對應的UserServiceImpl類，然後進行例項化。如果不存在該類則會丟擲異常，通常異常中還會出現invoke方法呼叫的堆疊資訊。
當Spring基於註解去例項化物件時，同樣利用的是反射機制。下面通過一個簡單demo示例，演示一下如何通過反射獲得註解資訊：
static void initUser(User user) throws IllegalAccessException {
// 獲取User類中所有的屬性(getFields無法獲得private屬性)
Field[] fields = User.class.getDeclaredFields();// 遍歷所有屬性
for (Field field : fields) {
// 如果屬性上有此註解，則進行賦值操作
if (field.isAnnotationPresent(InitSex.class)) {
InitSex init = field.getAnnotation(InitSex.class);
field.setAccessible(true);
// 設定屬性的性別值
field.set(user,init.sex().toString());
System.out.println("完成屬性值的修改，修改值為:" + init.sex().toString());
}
}
}
更多關於Java反射的例子我們就不多說了。上面的示例現在看不懂也沒關係，下面我們就來詳細介紹一下Java反射機制的具體使用。
簡單示例
我們通過一個簡單的示例對比，來了解一下Java反射機制。首先來看正常情況下建立物件並使用物件的示例：
User user = new User();
user.setUsername("公眾號：程式新視界");
user.setAge(3);
那麼，當基於反射機制來達到統一效果該怎麼做呢？看下面的具體實現：
@Test
public void testCreateReflect() throws ClassNotFoundException,NoSuchMethodException,IllegalAccessException,
InvocationTargetException,InstantiationException {
// 獲取User所對應的Class物件
Class clz = Class.forName("com.choupangxia.reflect.User");
// 獲取User類無引數的構造器
Constructor constructor = clz.getConstructor();
// 通過構造器建立User物件
User user = (User) constructor.newInstance();
user.setUsername("公眾號：程式新視界");
user.setAge(3);
System.out.println("username=" + user.getUsername());
System.out.println("age=" + user.getAge());
}
在上述過程中通過Class.forName獲得User所對應的Class物件，獲得構造器Constructor，通過構造器創建出來一個User物件，然後呼叫對應的方法。
當然，後面的步驟中也可以完全不出現User類，直接通過Class物件獲得對應的Method進行呼叫。示例如下：
Method setUsernameMethod = clz.getMethod("setUsername",String.class);
Method setAgeMethod = clz.getMethod("setAge",int.class);setUsernameMethod.invoke(obj,"公眾號：程式新視界");
setAgeMethod.invoke(obj,3);
關於get方法也是如此操作，就不再贅述。
經過上面的例項我們已經能夠正常建立物件，並使用物件了。下面就看看反射常用的API，通過這些API我們可以實現更多的更復雜的功能。
反射常用API
獲取Class物件的三種方法
第一種方法：當你知道類的全路徑名時，可使用Class.forName靜態方法來獲得Class物件。上面的示例就是通過這種方法獲得：
Class clz = Class.forName("com.choupangxia.reflect.User");
第二種方法：通過“.class”獲得。前提條件是在編譯前就能夠拿到對應的類。
Class clz = User.class;
第三種：使用類物件的getClass()方法。
User user = new User();
Class clz = user.getClass();
建立物件的兩種方法
可以通過Class物件的newInstance()方法和通過Constructor 物件的newInstance()方法建立類的例項物件。
第一種：通過Class物件的newInstance()方法。
Class clz = User.class;
User user = (User) clz.newInstance();
第二種：通過Constructor物件的newInstance()方法。
Class clz = Class.forName("com.choupangxia.reflect.User");
Constructor constructor = clz.getConstructor();
User user = (User) constructor.newInstance();
其中第二種方法建立類物件可以選擇特定構造方法，而通過 Class物件則只能使用預設的無引數構造方法。
Class clz = User.class;
Constructor constructor = clz.getConstructor(String.class);
User user = (User) constructor.newInstance("公眾號：程式新視界");
獲取類屬性、方法、構造器
通過Class物件的getFields()方法獲取非私有屬性。
Field[] fields = clz.getFields();
for(Field field : fields){
System.out.println(field.getName());
}
上述例項中的User物件屬性都是private，無法直接通過上述方法獲取，可將其中一個屬性改為public，即可獲取。
通過Class物件的getDeclaredFields()方法獲取所有屬性。
Field[] fields = clz.getDeclaredFields();
for(Field field : fields){
System.out.println(field.getName());
}
執行列印結果：
username
age
當然針對屬性的其他值也是可以獲取的，針對私有屬性的修改需要先呼叫field.setAccessible(true)方法，然後再進行賦值。關於具體應用，回頭看我們最開始關於註解的例項中的使用。
獲取方法的示例如下：
Method[] methods = clz.getMethods();
for(Method method : methods){
System.out.println(method.getName());
}
列印結果：
setUsername
setAge
getUsername
getAge
wait
wait
wait
equals
toString
hashCode
getClass
notify
notifyAll
可以看到，不僅獲取到了當前類的方法，還獲取到了該類父類Object類中定義的方法。
關於獲取構造器的方法上面已經講到了，就不再贅述。而上述的這些方法在Class中都有相應的過載的方法，可根據具體情況進行靈活使用。
利用反射建立陣列
最後，我們再看一個通過反射建立陣列的例項。
@Test
public void createArray() throws ClassNotFoundException {
Class<?> cls = Class.forName("java.lang.String");
Object array = Array.newInstance(cls,5);
// 向陣列新增內容
Array.set(array,"Hello");
Array.set(array,1,"公眾號");
Array.set(array,2,"程式新視界");
Array.set(array,3,"二師兄");
Array.set(array,4,"Java");
// 獲取陣列中指定位置的內容
System.out.println(Array.get(array,2));
}
小結
想必經過上述的學習，對Java反射機制有了更進一步的瞭解，在最開始我們已經說了反射機制也是有不足的。因此，如果可能儘量使用正統的寫法，但如果你在開發通用框架，則可考慮使用。
以上就是全面瞭解Java反射機制的詳細內容，更多關於Java反射機制的資料請關注我們其它相關文章！