Java反射機制的那些事兒
前言
前不久學習了反射機制，來總結下。
在此之前，回顧下java程式的編譯執行過程，分為三個階段：原始碼（.java檔案）進過編譯生成位元組碼檔案（.class檔案），然後jvm載入位元組碼檔案執行程式（runtime）。
前兩個步驟（編譯階段）是在硬碟上完成的，後一個步驟（執行階段）是在記憶體中完成的，而中間這個銜接就是：jvm通過類載入器----ClassLoader把硬碟中的class檔案載入到記憶體中生成一個Class類的物件，這樣就可以使用這個類中的成員變數和方法。一個類預設只會被載入一次，所以這個類對應的Class物件有且僅有一個。
什麼是java反射機制？
1983年Smith首次提出反射這個概念，主要指程式可以訪問、檢測和修改他本身狀態或行為的一種能力。
java反射機制是在執行狀態中中對類進行解剖並操作類中的構造方法，成員方法，成員屬性(主要用於框架中)，這種動態獲取資訊以及動態呼叫物件的方法的功能稱為java語言的反射機制。
Class物件和反射機制的聯絡。
瞭解了反射機制的概念，那麼可見要想利用java反射機制做一些事，那麼就要利用Class物件，所以說Class物件是反射的前提。
那麼，怎麼獲取Class物件？
java中有三種方式獲取Class物件：
-
類名.class
-
物件名.gerClass
-
Class.forName("全限定名（包名 + 類名）");
補充：Class物件分兩種
1.普通Class物件：基於 引用型別
2.預定義(在jvm中的)Class物件：基於 基本型別 和 void
反射機制的幾種作用：
- 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
- 在執行時呼叫任意一個物件的方法
先準備一個類：
package com.test.demo; public class Student { public String name; private int age; public Student() { } private Student(String name, int age) { this.name = name; this.age = age; } public void show(String msg){ System.out.println("show方法 = " + msg); } private void speak(String msg,int number){ System.out.println("speak方法 = " + msg +":"+ number ); } @Override public String toString() { return "Student{" + "name='" + name + '\'' + ", age=" + age + '}'; } }
反射的使用1：構造器（Constructor）的反射
再次之前，我們可以通過公共的空參構造new一個Student，但是無法new私有的滿參構造。
Student student = new Student();現在來反射構造構造器（反射的形式建立例項）
public static void main(String[] args)
throws NoSuchMethodException, IllegalAccessException,
InvocationTargetException, InstantiationException {
//獲取Class物件
Class<?> clazz = Student.class;
/*
根據引數型別獲取相應的構造器
引數型別是形參型別
*/
Constructor<?> constructor = clazz.getConstructor();
/*
建立例項
引數型別是實參型別（形參一一對應）
*/
Object obj = constructor.newInstance();
System.out.println("obj = " + obj);
}這樣獲取到的Student物件和new出來的空參構造器new出來的物件效果一樣的（實際業務開發並沒有意義）。
前者通過new創建出來物件的方式相比用反射建立的物件更被動，前者 是被new出來的，而用反射，是自己建立自己（物件），構造方法反客為主。
還有一種方式，就是直接通過Class物件建立構造器：
public static void main(String[] args)
throws IllegalAccessException, InstantiationException {
//獲取Class物件
Class<?> clazz = Student.class;
/*
預設呼叫空參構造建立一個例項
jdk9中已過時
*/
Object obj = clazz.newInstance();
System.out.println("obj = " + obj);
}在Student類中 ，還有一個私有的構造器，正常方式下是不能通過私有構造器建立物件的。，但是反射可以做到：
public static void main(String[] args)
throws NoSuchMethodException, IllegalAccessException,
InvocationTargetException, InstantiationException {
//獲取Class物件
Class<?> clazz = Student.class;
/*
獲取構造
因為許可權是私有，但getConstructor()只能獲取public修飾的方法
getDeclaredConstructor():獲取宣告的方法。只要宣告的就可以
*/
Constructor<?> constructor = clazz.getDeclaredConstructor(String.class, int.class);
System.out.println("滿參私有構造 ：" + constructor);
/*
私有構造，newInstance會產生非法訪問異常：java.lang.IllegalAccessException
所以要改變許可權setAccessible() -->暴力反射
*/
constructor.setAccessible(true);
Object obj = constructor.newInstance("小明",20);
System.out.println("obj = " + obj);
}以上就是利用反射來建立一個物件（反射構造器）。
反射的使用2：方法（Method）的反射
接下來看看Student物件內兩個方法的反射
我們之前（外部）使用方法，都是都是通過物件呼叫（非私有）方法，如果是靜態方法就是類直接呼叫。
那麼，使用反射呼叫（非私有）方法，該怎麼做？
public static void main(String[] args)
throws NoSuchMethodException, IllegalAccessException,
InvocationTargetException {
//獲取Class物件
Student student = new Student();
Class<? extends Student> clazz = student.getClass();
/*
getMethod():獲取Class物件裡的方法
引數一：方法名
引數二：引數列表型別
*/
Method show = clazz.getMethod("show", String.class);
/*
呼叫show方法需要物件和引數
invoke()方法：呼叫的意思
引數一：呼叫此方法的物件
引數二：呼叫此方法需要傳入的實參
*/
show.invoke(student, "hello public show");
}反射可以理解為語言語法上的倒裝句：
我們平時寫程式碼都是我（物件）去呼叫方法，這裡就是：
new Student().show("物件呼叫方法");
而在 show.invoke(student, "hello public show"); 中，
show方法考慮的是誰來呼叫我，然後Student物件說，我來呼叫你（student作為引數）。
擴充套件：如果公共的show方法加上static關鍵字，會影響方法呼叫嗎？
提示：靜態與物件無關.
答：加上static關鍵字，普通程式碼即使不new物件也可以呼叫，這個大家都知道，那麼，在show.invoke(student, "hello public show"); 中引數1 寫 null 也是不影響的，因為，show方法來自於 Student的Class物件。
接下來看看私有方法的反射如何實現？
ps: 反射通道的API都很有規律，可讀性很強
public static void main(String[] args)
throws NoSuchMethodException, IllegalAccessException,
InvocationTargetException {
//獲取Class物件
Student student = new Student();
Class<? extends Student> clazz = student.getClass();
/*
getDeclaredMethod():獲取Class物件裡的宣告過的方法(包括)
引數一：方法名
引數二：引數列表型別
*/
Method speak = clazz.getDeclaredMethod("speak", String.class, int.class);
//私有方法，暴力反射
speak.setAccessible(true);
/*
呼叫show方法需要物件和引數
invoke()方法：呼叫的意思
引數一：呼叫此方法的物件
引數二：呼叫此方法需要傳入的實參
*/
speak.invoke(student, "hello private speak",2018);
}反射的使用3：屬性（Field）的反射
在Student實體中有一個共有屬性一個私有屬性，我們可以通過物件來設定共有屬性的值，那麼通過反射如何實現所有屬性的賦值？
先來看看共有屬性name的賦值
public static void main(String[] args)
throws ClassNotFoundException, NoSuchFieldException,
IllegalAccessException, InstantiationException {
//獲取Class物件,引數全限定名
Class<?> clazz = Class.forName("com.test.demo.Student");
/*
getField():通過屬性名獲取屬性
*/
Field name = clazz.getField("name");
//獲取物件
Object obj = clazz.newInstance();
/*
設定一個值
引數一：哪個物件的屬性值
引數二：引數
*/
name.set(obj,"張三");
System.out.println(obj);
}根據前面說的API，反射屬性不難理解。
私有屬性的反射也不難實現
public static void main(String[] args)
throws ClassNotFoundException, NoSuchFieldException,
IllegalAccessException, InstantiationException {
//獲取Class物件,引數全限定名
Class<?> clazz = Class.forName("com.test.demo.Student");
/*
getDeclaredField():通過屬性名獲取（所有許可權）屬性
*/
Field age = clazz.getDeclaredField("age");
//暴力反射
age.setAccessible(true);
//建立物件
Object obj = clazz.newInstance();
/*
設定一個值
引數一：哪個物件的屬性值
引數二：引數
*/
age.set(obj,20);
System.out.println(obj);
}總結：
使用java的反射機制，一般需要遵循三步：
- 獲得你想操作類的Class物件
- 通過第一步獲得的Class物件去取得操作類的方法或是屬性名
- 操作第二步取得的方法或是屬性
那麼反射到底有什麼用？
反射最主要還是運用在框架中，瞭解反射才更好的瞭解一些框架的原理。
我有一個微信公眾號，經常會分享一些Java技術相關的乾貨；如果你喜歡我的分享，可以用微信搜尋“Java團長”或者“javatuanzhang”關注。