【java提高】---java反射机制

2年前 (2022) 程序员胖胖胖虎阿

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java反射机制

一、概述

1、什么是反射机制

反射机制是在运行状态中，对于任意一个类，都能够知道这个类的所有属性和方法；对于任意一个对象，都能够调用它的任意一个方法和属性；这种动态获取的信息以及动态调用对象的方法的功能称为java语言的反射机制。

2、反射机制能做什么

反射机制主要提供了以下功能：

1) 在运行时判断任意一个对象所属的类；

2) 在运行时构造任意一个类的对象；

3) 在运行时判断任意一个类所具有的成员变量和方法；

4) 在运行时调用任意一个对象的方法；

5) 生成动态代理。

3、反射的优点和缺点

为什么要用反射机制？直接创建对象不就可以了吗，这就涉及到了动态与静态的概念：

静态编译：在编译时确定类型，绑定对象,即通过。

动态编译：运行时确定类型，绑定对象。动态编译最大限度发挥了java的灵活性，体现了多态的应用，有以降低类之间的藕合性。

一句话，反射机制的优点就是可以实现动态创建对象和编译，体现出很大的灵活性，特别是在J2EE的开发中它的灵活性就表现的十分明显。

比如，一个大型的软件，不可能一次就把把它设计的很完美，当这个程序编译后，发布了，当发现需要更新某些功能时，我们不可能要用户把以前的卸载，再重新安装新的版本，假如这样的话，这个软件肯定是没有多少人用的。采用静态的话，需要把整个程序重新编译一次才可以实现功能的更新，

而采用反射机制的话，它就可以不用卸载，只需要在运行时才动态的创建和编译，就可以实现该功能。

它的缺点是对性能有影响。使用反射基本上是一种解释操作，我们可以告诉JVM，我们希望做什么并且它满足我们的要求。这类操作总是慢于只直接执行相同的操作。

4、反射的原理

JAVA语言编译之后会生成一个.class文件，这些 Class 对象承载了这个类型的父类、接口、构造函数、方法、属性等原始信息，这些 class 文件在程序运行时会被 ClassLoader 加载到虚拟机中。

反射就是通过字节码文件找到某一个类、类中的方法以及属性等。

5、反射的应用场景

个人觉得使用反射机制的一些地方：

1) 工厂模式：Factory类中用反射的话，添加了一个新的类之后，就不需要再修改工厂类Factory了

2) 动态代理模式

3) 数据库JDBC中通过Class.forName(Driver).来获得数据库连接驱动

4) 分析类文件：毕竟能得到类中的方法等等

二、反射常用方法

利用反射机制能获得类的所有信息，类中有什么信息，它就可以获得什么信息。

反射的实现主要借助以下四个类

Class：类的对象

Constructor：类的构造方法

Field：类中的属性对象

Method：类中的方法对象

我们知道所有类的对象其实都是Class的实例，所以要获得对象，首先要获得class实例

1、获得class实例三种方法

Class<?> demo1=Class.forName("com.jincou.study.Demo"); //一般推荐这种
Class<?> demo2=new Demo().getClass();
Class<?> demo3=Demo.class;

获得class对象后，我们就可以通过class对象获得实际对象

Demo obj=(Demo)demo1.newInstance();//创建对象的实例，这里需要一个无参的构造函数

OK，有了对象就什么都好办了，想要什么信息就有什么信息了。

2、获得构造函数

Constructor getConstructor(Class[] params)//根据指定参数获得public构造器
Constructor[] getConstructors()           //获得public的所有构造器
Constructor getDeclaredConstructor(Class[] params)//根据指定参数获得public和非public的构造器
Constructor[] getDeclaredConstructors()   //获得public的所有构造器

3、获得类方法

Method getMethod(String name, Class[] params)         //根据方法名，参数类型获得方法
Method[] getMethods()         //获得所有的public方法
Method getDeclaredMethod(String name, Class[] params) //根据方法名和参数类型，获得public和非public的方法
Method[] getDeclaredMethods() //获得所以的public和非public方法

4、获得类中属性

Field getField(String name)  //根据变量名得到相应的public变量
Field[] getFields()          //获得类中所以public的方法
Field getDeclaredField(String name)//根据方法名获得public和非public变量
Field[] getDeclaredFields()  //获得类中所有的public和非public方法

三、综合小案例

上面的都是讲解理论，主要是日后可以当做自己的查找的API来用，下面来一个综合小案例来加深对它的理解：

package com.jincou.study;

import java.lang.reflect.Constructor;  
import java.lang.reflect.Field;  
import java.lang.reflect.Method;  

public class Main {  
    /** 
     * 为了看清楚Java反射部分代码，所有异常我都最后抛出来给虚拟机处理！ 
     */  
    public static void main(String[] args) throws Exception {  

        System.out.println("Demo1===============================================");    
        //Demo1.  通过Java反射机制得到类的包名和类名  
        Demo1();  
        
        System.out.println("Demo2===============================================");  
        //Demo2.  验证所有的类都是Class类的实例对象  
        Demo2();  
       
        System.out.println("Demo3===============================================");     
        //Demo3.  通过Java反射机制，用Class 创建类对象[这也就是反射存在的意义所在]，无参构造  
        Demo3();  
       
        System.out.println("Demo4===============================================");  
        //Demo4:  通过Java反射机制得到一个类的构造函数，并实现构造带参实例对象  
        Demo4();  
          
        System.out.println("Demo5===============================================");    
        //Demo5:  通过Java反射机制操作成员变量, set 和 get  
        Demo5();  
        
        System.out.println("Demo6===============================================");     
        //Demo6: 通过Java反射机制得到类的一些属性： 继承的接口，父类，函数信息，成员信息，类型等  
        Demo6();  
        
        System.out.println("Demo7===============================================");    
        //Demo7: 通过Java反射机制调用类中方法  
        Demo7();  
       
        System.out.println("Demo8===============================================");   
        //Demo8: 通过Java反射机制获得类加载器  
        Demo8();  
                    
    }  
      
    /** 
     * Demo1: 通过Java反射机制得到类的包名和类名 
     */  
    public static void Demo1()  
    {  
        Person person = new Person();  
        System.out.println("包名:" + person.getClass().getPackage().getName());  
        System.out.println("完整类名:" + person.getClass().getName()); 
    }  
      
    /** 
     * Demo2: 验证所有的类都是Class类的实例对象 
     */  
    public static void Demo2() throws ClassNotFoundException  
    {  
        //定义两个类型都未知的Class , 设置初值为null, 看看如何给它们赋值成Person类  
        Class<?> class1 = null;  
        Class<?> class2 = null;  
          
        //写法1, 可能抛出 ClassNotFoundException [多用这个写法]  
        class1 = Class.forName("com.jincou.study.Person");  
        System.out.println("(写法1) 包名: " + class1.getPackage().getName() + "，"   
                + "完整类名: " + class1.getName());  
          
        //写法2  
        class2 = Person.class;  
        System.out.println("(写法2) 包名: " + class2.getPackage().getName() + "，"   
                + "完整类名: " + class2.getName());  
    }  
      
    /** 
     * Demo3: 通过Java反射机制，用Class 创建类对象[这也就是反射存在的意义所在]   
     */  
    public static void Demo3() throws Exception 
    {  
        Class<?> class1 = null;  
        class1 = Class.forName("com.jincou.study.Person");  
        //由于这里不能带参数，所以你要实例化的这个类Person，一定要有无参构造函数哈～  
        Person person = (Person) class1.newInstance();  
        person.setAge(20);  
        person.setName("张三");  
        System.out.println("name: " + person.getName() + " age: " + person.getAge());  
    }  
      
    /** 
     * Demo4: 通过Java反射机制得到一个类的构造函数，并实现创建带参实例对象  
     */  
    public static void Demo4() throws Exception  
    {  
        Class<?> class1 = null;  
        Person person1 = null;  
        Person person2 = null;  
          
        class1 = Class.forName("com.jincou.study.Person");  
        //得到一系列构造函数集合  
        Constructor<?>[] constructors = class1.getConstructors();           
        //无参构造函数
        person1 = (Person) constructors[0].newInstance();  
        person1.setAge(30);  
        person1.setName("李四");
        //有参构造函数
        person2 = (Person) constructors[1].newInstance(20,"王五");  
          
        System.out.println("name: " + person1.getName() + " age: " + person1.getAge() );  
        System.out.println("name: " + person2.getName() + " age: " + person2.getAge() );     
    }  
      
    /** 
     * Demo5: 通过Java反射机制操作成员变量, set 和 get 
     */  
    public static void Demo5() throws Exception
    {  
        Class<?> class1 = null;  
        class1 = Class.forName("com.jincou.study.Person");  
        Object obj = class1.newInstance();  
        
        //获取com.jincou.study.Person.name的属性名
        Field personNameField = class1.getDeclaredField("name");  
        personNameField.setAccessible(true);  
        personNameField.set(obj, "张三");  
                   
        System.out.println("修改属性之后得到属性变量的值：" + personNameField.get(obj));        
    }  
      
    /** 
     * Demo6: 通过Java反射机制得到类的一些属性： 继承的接口，父类，函数信息，成员信息，类型等  
     */  
    public static void Demo6() throws ClassNotFoundException  
    {  
        Class<?> class1 = null;  
        class1 = Class.forName("com.jincou.study.SuperMan");  
          
        //取得父类名称  
        Class<?>  superClass = class1.getSuperclass();  
        System.out.println("SuperMan类的父类名: " + superClass.getName());  
          
        //取得属性信息         
        Field[] fields = class1.getDeclaredFields();  
        for (int i = 0; i < fields.length; i++) {  
            System.out.println("类中的成员: " + fields[i]);  
        }  
            
        //取得类方法  
        Method[] methods = class1.getDeclaredMethods();  
       
       // 取得SuperMan类的方法
            System.out.println("函数名：" + methods[0].getName());   
            System.out.println("函数代码写法： " + methods[0]);  
                      
        //取得类实现的接口,因为接口类也属于Class,所以得到接口中的方法也是一样的方法得到哈  
        Class<?> interfaces[] = class1.getInterfaces();  
        for (int i = 0; i < interfaces.length; i++) {  
            System.out.println("实现的接口类名: " + interfaces[i].getName() );  
        }  
          
    }  
      
    /** 
     * Demo7: 通过Java反射机制调用类方法 
     */  
    public static void Demo7() throws Exception  
    {  
        Class<?> class1 = null;  
        class1 = Class.forName("com.jincou.study.SuperMan");  
          
       //调用fly()方法
        Method method = class1.getMethod("fly");  
        method.invoke(class1.newInstance());  

        //调用walk(int m)方法  
        method = class1.getMethod("walk",int.class);  
        method.invoke(class1.newInstance(),100);  
    }  
      
    /** 
     * Demo8: 通过Java反射机制得到类加载器信息 
     */  
    public static void Demo8() throws ClassNotFoundException  
    {  
        Class<?> class1 = null;  
        class1 = Class.forName("com.jincou.study.SuperMan");  
        String nameString = class1.getClassLoader().getClass().getName();  
          
        System.out.println("类加载器类名: " + nameString);  
    }  
                
}  
/**
 * Person类 
 */  
class  Person{  
    private int age;  
    private String name;  
    public Person(){  
          
    }  
    public Person(int age, String name){  
        this.age = age;  
        this.name = name;  
    }  
  
    public int getAge() {  
        return age;  
    }  
    public void setAge(int age) {  
        this.age = age;  
    }  
    public String getName() {  
        return name;  
    }  
    public void setName(String name) {  
        this.name = name;  
    }  
}  
 
 //SuperMan类
class SuperMan extends Person implements ActionInterface  
{  
    private boolean BlueBriefs;  
      
    public void fly()  
    {  
        System.out.println("我是fly方法......");  
    }  
      
    public boolean isBlueBriefs() {  
        return BlueBriefs;  
    }  
    public void setBlueBriefs(boolean blueBriefs) {  
        BlueBriefs = blueBriefs;  
    }  
  
    @Override  
    public void walk(int m) {  
        System.out.println("我是walk方法，我的int值为：" + m );  
    }  
} 
//ActionInterface接口
interface ActionInterface{  
    public void walk(int m);  
}