01、Java特性--反射

阿新 • • 發佈：2021-06-23

反射

基本概念

反射機制：將類的各個組成部分封裝為其他物件，這就是反射機制。

通俗來講，反射就是來操作Java類的一種機制，通過反射可以操作Java中的位元組碼檔案。

反射的核心類是Class類，它是類的類模板，即該類是用來描述Java類的。

描述的基本上就是一個類的組成部分：包名、類名、介面、父類、成員變數（Filed）、構造方法（Construct）、普通方法（Method）、註解（Annotation）等等。
所以說，反射的操作基本上就是對這些類的元素進行操作。

Java在計算機中會經歷三個階段，分別如下：

Source原始碼階段：*.java檔案會被編譯成*.class位元組碼檔案。

Class物件階段：*.class位元組碼檔案會被類載入器裝進記憶體，並將其封裝成Class物件。

RunTime執行階段：建立物件的過程。

其中，在Class物件階段，Class物件將原位元組碼中所有成員變數封裝成Field[]，將建構函式封裝成Construction[]，將成員方法封裝成Method[]。

獲取Class物件

獲取Class物件分別對應Java程式碼在計算機中的三個階段：

1、Source原始碼階段：多用於配置檔案的讀取和載入。

Class.forName("全類名")。

2、Class類物件階段：多用於引數的傳遞。

**.class

3、Runtime執行階段：多用於物件的獲取位元組碼的方式

xxx.getClass();

注意：同一個位元組碼檔案(*.class)在一次程式執行過程中，只會被載入一次，無論通過哪一種方式獲取的Class物件都是同一個。

案例分析

下面的案例演示三種Java位元組碼的獲取方式：

public class Main {
    public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException {
        // 方式一：Class.forName("全類名")
        Class clazz1 = Class.forName("com.legend.reflect.Person");
        System.out.println("clazz1 = " + clazz1);

        // 方式二：類名.class
        Class clazz2 = Person.class;
        System.out.println("clazz2 = " + clazz2);

        // 方式三：物件.getClass()
        Class clazz3 = new Person().getClass();
        System.out.println("clazz3 = " + clazz3);

        boolean isEquals = (clazz1 == clazz2) && (clazz2 == clazz3) ? true : false;
        System.out.println("clazz1 == clazz2 == clazz3：" + isEquals);
    }
}

輸出結果如下所示：

clazz1 = class com.legend.reflect.Person
clazz2 = class com.legend.reflect.Person
clazz3 = class com.legend.reflect.Person
clazz1 == clazz2 == clazz3：true

Class物件功能

Class物件包含一個類的所有資訊，這裡只介紹主要的。

（1）獲取成員變數

Field[] getFields() ：獲取所有public修飾的成員變數
Field getField(String name)   獲取指定名稱的 public修飾的成員變數

Field[] getDeclaredFields()  獲取所有的成員變數，不考慮修飾符
Field getDeclaredField(String name)

（2）獲取建構函式

Constructor<?>[] getConstructors()  
Constructor<T> getConstructor(Class<?>... parameterTypes)  

Constructor<?>[] getDeclaredConstructors()  
Constructor<T> getDeclaredConstructor(Class<?>... parameterTypes)

（3）獲取成員方法

Method[] getMethods()  
Method getMethod(String name, Class<?>... parameterTypes)  

Method[] getDeclaredMethods()  
Method getDeclaredMethod(String name, Class<?>... parameterTypes)

（4）獲取全類名

String getName()

（5）獲取類載入器

ClassLoader	getClassLoader()

Filed成員變數

下面針對Person物件中的三種修飾符：private、protected和public三種類型的成員變數使用反射賦值。

1、定義Person物件，並提供三種修飾符修飾的屬性。

public class Person {
    public String name;
    protected int age;
    private String address;

	...get和set...
}

2、使用獲取成員變數的方式進行反射，只能獲取到public的成員變數。

public class Main {
    public static void main(String[] args) throws NoSuchFieldException {
        Class personClass = Person.class;
        // 獲取所有public修飾的成員變數
        Field[] fields = personClass.getFields();
        for (Field field : fields){
            System.out.println(field);
        }
    }
}

獲取所有的變數，必須使用getDeclaredFields()方法來完成。

public class Main {
    public static void main(String[] args) throws NoSuchFieldException {
        Class personClass = Person.class;
        Field[] fields = personClass.getDeclaredFields();
        for (Field field : fields){
            System.out.println(field);
        }
    }
}

注意：如果獲取單個private或protected屬性的值需要使用暴力反射來完成：setAccessible(true);

Constructor建構函式

通過反射的方式來建立物件，使用到的實體類如下：

public class Person {
    private String name;
    private Integer age;

    public Person(String name, Integer age) {
        this.name = name;
        this.age = age;
    }
	...get和set...
}

然後通過反射的方式來建立該物件：

public class Main {
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        Class personClass = Person.class;
        Constructor[] constructors = personClass.getConstructors();
        for (Constructor constructor : constructors){
            System.out.println(constructor);
        }

        // 獲取有參的建構函式來建立物件
        Constructor constructor = personClass.getConstructor(String.class, Integer.class);
        Object legend = constructor.newInstance("Legend", 30);
        System.out.println(legend);
    }
}

如果要獲取private修飾的建構函式，需要使用getDeclaredConstructor方法。

Method方法物件

通過反射呼叫物件中的方法，所用到的例項類如下：

public class Person {
    private String name;
    private Integer age;

    public Person() {
    }
	...get和set...

    public void eat(String food){
        System.out.println("eat..." + food);
    }
}

然後通過反射的方式來執行eat方法：

public class Main {
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        Class personClass = Person.class;
        // 獲取所有public的方法
        Method[] methods = personClass.getMethods();
        for (Method method : methods){
            System.out.println(method);
        }

        // 執行位元組碼中的方法
        Object o = personClass.newInstance();
        Method method = personClass.getMethod("eat", String.class);
        method.invoke(o, "apple");
    }
}

反射的大致用法如上所示，還可以通過反射的方式去修改配置類並執行。