网上好些都是这篇文章的转载,但是就找不到原文,如果您知道,请告知。


反射是框架设计的灵魂

(使用的前提条件:必须先得到代表的字节码的Class,Class类用于表示.class文件(字节码))

 一、反射的概述

JAVA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

要想解剖一个类,必须先要获取到该类的字节码文件对象。而解剖使用的就是Class类中的方法.所以先要获取到每一个字节码文件对应的Class类型的对象。

以上的总结就是什么是反射

反射就是把java类中的各种成分映射成一个个的Java对象

例如:一个类有:成员变量、方法、构造方法、包等等信息,利用反射技术可以对一个类进行解剖,把个个组成部分映射成一个个对象。

(其实:一个类中这些成员方法、构造方法、在加入类中都有一个类来描述)

如图是类的正常加载过程:反射的原理在于class对象。

熟悉一下加载的时候:Class对象的由来是将class文件读入内存,并为之创建一个Class对象。

Java反射

其中这个Class对象很特殊。我们先了解一下这个Class类。

二、查看Class类在java中的api详解(1.7的API)

如何阅读java中的api详见java基础之——String字符串处理。

Java反射

Class 类的实例表示正在运行的 Java 应用程序中的类和接口。也就是jvm中有N多的实例每个类都有该Class对象。(包括基本数据类型)。

Class 没有公共构造方法。Class 对象是在加载类时由 Java 虚拟机以及通过调用类加载器中的defineClass 方法自动构造的。也就是这不需要我们自己去处理创建,JVM已经帮我们创建好了。

没有公共的构造方法,方法共有64个太多了。下面用到哪个就详解哪个吧

Java反射

三、反射的使用(这里使用Student类做演示)

先写一个Student类。

1、获取Class对象的三种方式

1.1 Object ——> getClass();

1.2 任何数据类型(包括基本数据类型)都有一个“静态”的class属性

1.3 通过Class类的静态方法:forName(String  className)(常用)

其中1.1是因为Object类中的getClass方法、因为所有类都继承Object类。从而调用Object类来获取。

Java反射

package fanshe;
/**
 * 获取Class对象的三种方式
 * 1 Object ——> getClass();
 * 2 任何数据类型(包括基本数据类型)都有一个“静态”的class属性
 * 3 通过Class类的静态方法:forName(String  className)(常用)
 *
 */
public class Fanshe {
    public static void main(String[] args) {
        //第一种方式获取Class对象
        Student stu1 = new Student();//这一new 产生一个Student对象,一个Class对象。
        Class stuClass = stu1.getClass();//获取Class对象
        System.out.println(stuClass.getName());

        //第二种方式获取Class对象
        Class stuClass2 = Student.class;
        System.out.println(stuClass == stuClass2);//判断第一种方式获取的Class对象和第二种方式获取的是否是同一个

        //第三种方式获取Class对象
        try {
            Class stuClass3 = Class.forName("fanshe.Student");//注意此字符串必须是真实路径,就是带包名的类路径,包名.类名
            System.out.println(stuClass3 == stuClass2);//判断三种方式是否获取的是同一个Class对象
        } catch (ClassNotFoundException e) {
            e.printStackTrace();
        }

    }
}

运行截图:

Java反射

注意:在运行期间,一个类,只有一个Class对象产生。

三种方式常用第三种,第一种对象都有了还要反射干什么。第二种需要导入类的包,依赖太强,不导包就抛编译错误。一般都第三种,一个字符串可以传入也可写在配置文件中等多种方法。

2、通过反射获取构造方法并使用

student类:

package fanshe;

public class Student {

    //---------------构造方法-------------------
    //(默认的构造方法)
    Student(String str){
        System.out.println("(默认)的构造方法 s = " + str);
    }

    //无参构造方法
    public Student(){
        System.out.println("调用了公有、无参构造方法执行了。。。");
    }

    //有一个参数的构造方法
    public Student(char name){
        System.out.println("姓名:" + name);
    }

    //有多个参数的构造方法
    public Student(String name ,int age){
        System.out.println("姓名:"+name+"年龄:"+ age);//这的执行效率有问题,以后解决。
    }

    //受保护的构造方法
    protected Student(boolean n){
        System.out.println("受保护的构造方法 n = " + n);
    }

    //私有构造方法
    private Student(int age){
        System.out.println("私有的构造方法   年龄:"+ age);
    }

}

测试类:

package fanshe;

import java.lang.reflect.Constructor;


/*
 * 通过Class对象可以获取某个类中的:构造方法、成员变量、成员方法;并访问成员;
 *
 * 1.获取构造方法:
 *      1).批量的方法:
 *          public Constructor[] getConstructors():所有"公有的"构造方法
            public Constructor[] getDeclaredConstructors():获取所有的构造方法(包括私有、受保护、默认、公有)

 *      2).获取单个的方法,并调用:
 *          public Constructor getConstructor(Class... parameterTypes):获取单个的"公有的"构造方法:
 *          public Constructor getDeclaredConstructor(Class... parameterTypes):获取"某个构造方法"可以是私有的,或受保护、默认、公有;
 *
 *          调用构造方法:
 *          Constructor-->newInstance(Object... initargs)
 */
public class Constructors {

    public static void main(String[] args) throws Exception {
        //1.加载Class对象
        Class clazz = Class.forName("fanshe.Student");


        //2.获取所有公有构造方法
        System.out.println("**********************所有公有构造方法*********************************");
        Constructor[] conArray = clazz.getConstructors();
        for(Constructor c : conArray){
            System.out.println(c);
        }


        System.out.println("************所有的构造方法(包括:私有、受保护、默认、公有)***************");
        conArray = clazz.getDeclaredConstructors();
        for(Constructor c : conArray){
            System.out.println(c);
        }

        System.out.println("*****************获取公有、无参的构造方法*******************************");
        Constructor con = clazz.getConstructor(null);
        //1>、因为是无参的构造方法所以类型是一个null,不写也可以:这里需要的是一个参数的类型,切记是类型
        //2>、返回的是描述这个无参构造函数的类对象。

        System.out.println("con = " + con);
        //调用构造方法
        Object obj = con.newInstance();
        //  System.out.println("obj = " + obj);
        //  Student stu = (Student)obj;

        System.out.println("******************获取私有构造方法,并调用*******************************");
        con = clazz.getDeclaredConstructor(char.class);
        System.out.println(con);
        //调用构造方法
        con.setAccessible(true);//暴力访问(忽略掉访问修饰符)
        obj = con.newInstance('男');
    }

}

运行截图:

Java反射

调用方法:

1.获取构造方法:

  1).批量的方法:
public Constructor[] getConstructors():所有”公有的”构造方法
public Constructor[] getDeclaredConstructors():获取所有的构造方法(包括私有、受保护、默认、公有)
     
  2).获取单个的方法,并调用:
public Constructor getConstructor(Class… parameterTypes):获取单个的”公有的”构造方法:
public Constructor getDeclaredConstructor(Class… parameterTypes):获取”某个构造方法”可以是私有的,或受保护、默认、公有;

  调用构造方法:

Constructor–>newInstance(Object… initargs)

2、newInstance是 Constructor类的方法(管理构造函数的类

api的解释为:newInstance(Object… initargs)
           使用此 Constructor 对象表示的构造方法来创建该构造方法的声明类的新实例,并用指定的初始化参数初始化该实例。

它的返回值是T类型,所以newInstance是创建了一个构造方法的声明类的新实例对象。并为之调用。

3、获取成员变量并调用

student类:

package fanshe.field;

public class Student {
    public Student(){

    }
    //**********字段*************//
    public String name;
    protected int age;
    char sex;
    private String phoneNum;

    @Override
    public String toString() {
        return "Student{" +
                "name='" + name + '\'' +
                ", age=" + age +
                ", sex=" + sex +
                ", phoneNum='" + phoneNum + '\'' +
                '}';
    }
}

 测试类:

package fanshe.field;
import java.lang.reflect.Field;
/*
 * 获取成员变量并调用:
 *
 * 1.批量的
 *      1).Field[] getFields():获取所有的"公有字段"
 *      2).Field[] getDeclaredFields():获取所有字段,包括:私有、受保护、默认、公有;
 * 2.获取单个的:
 *      1).public Field getField(String fieldName):获取某个"公有的"字段;
 *      2).public Field getDeclaredField(String fieldName):获取某个字段(可以是私有的)
 *
 *   设置字段的值:
 *      Field --> public void set(Object obj,Object value):
 *                  参数说明:
 *                  1.obj:要设置的字段所在的对象;
 *                  2.value:要为字段设置的值;
 *
 */
public class Fields {

    public static void main(String[] args) throws Exception {
        //1.获取Class对象
        Class stuClass = Class.forName("fanshe.field.Student");
        //2.获取字段
        System.out.println("************获取所有公有的字段********************");
        Field[] fieldArray = stuClass.getFields();
        for(Field f : fieldArray){
            System.out.println(f);
        }
        System.out.println("************获取所有的字段(包括私有、受保护、默认的)********************");
        fieldArray = stuClass.getDeclaredFields();
        for(Field f : fieldArray){
            System.out.println(f);
        }
        System.out.println("*************获取公有字段**并调用***********************************");
        Field f = stuClass.getField("name");
        System.out.println(f);
        //获取一个对象
        Object obj = stuClass.getConstructor().newInstance();//产生Student对象--》Student stu = new Student();
        //为字段设置值
        f.set(obj, "刘德华");//为Student对象中的name属性赋值--》stu.name = "刘德华"
        //验证
        Student stu = (Student)obj;
        System.out.println("验证姓名:" + stu.name);


        System.out.println("**************获取私有字段****并调用********************************");
        f = stuClass.getDeclaredField("phoneNum");
        System.out.println(f);
        f.setAccessible(true);//暴力反射,解除私有限定
        f.set(obj, "18888889999");
        System.out.println("验证电话:" + stu);

    }
}

运行截图:

Java反射

由此可见

调用字段时:需要传递两个参数:

Object obj = stuClass.getConstructor().newInstance();//产生Student对象–》Student stu = new Student();

//为字段设置值

f.set(obj, “刘德华”);//为Student对象中的name属性赋值–》stu.name = “刘德华”

第一个参数:要传入设置的对象,第二个参数:要传入实参。

4、获取成员方法并调用

student类:

package fanshe.method;

public class Student {
    //**************成员方法***************//
    public void show1(String s){
        System.out.println("调用了:公有的,String参数的show1(): s = " + s);
    }
    protected void show2(){
        System.out.println("调用了:受保护的,无参的show2()");
    }
    void show3(){
        System.out.println("调用了:默认的,无参的show3()");
    }
    private String show4(int age){
        System.out.println("调用了,私有的,并且有返回值的,int参数的show4(): age = " + age);
        return "abcd";
    }
}

测试类:

package fanshe.method;

import java.lang.reflect.Method;

/*
 * 获取成员方法并调用:
 *
 * 1.批量的:
 *      public Method[] getMethods():获取所有"公有方法";(包含了父类的方法也包含Object类)
 *      public Method[] getDeclaredMethods():获取所有的成员方法,包括私有的(不包括继承的)
 * 2.获取单个的:
 *      public Method getMethod(String name,Class<?>... parameterTypes):
 *                  参数:
 *                      name : 方法名;
 *                      Class ... : 形参的Class类型对象
 *      public Method getDeclaredMethod(String name,Class<?>... parameterTypes)
 *
 *   调用方法:
 *      Method --> public Object invoke(Object obj,Object... args):
 *                  参数说明:
 *                  obj : 要调用方法的对象;
 *                  args:调用方式时所传递的实参;

):
 */
public class MethodClass {

    public static void main(String[] args) throws Exception {
        //1.获取Class对象
        Class stuClass = Class.forName("fanshe.method.Student");
        //2.获取所有公有方法
        System.out.println("***************获取所有的”公有“方法*******************");
        stuClass.getMethods();
        Method[] methodArray = stuClass.getMethods();
        for(Method m : methodArray){
            System.out.println(m);
        }
        System.out.println("***************获取所有的方法,包括私有的*******************");
        methodArray = stuClass.getDeclaredMethods();
        for(Method m : methodArray){
            System.out.println(m);
        }
        System.out.println("***************获取公有的show1()方法*******************");
        Method m = stuClass.getMethod("show1", String.class);
        System.out.println(m);
        //实例化一个Student对象
        Object obj = stuClass.getConstructor().newInstance();
        m.invoke(obj, "刘德华");

        System.out.println("***************获取私有的show4()方法******************");
        m = stuClass.getDeclaredMethod("show4", int.class);
        System.out.println(m);
        m.setAccessible(true);//解除私有限定
        Object result = m.invoke(obj, 20);//需要两个参数,一个是要调用的对象(获取有反射),一个是实参
        System.out.println("返回值:" + result);
    }
}

运行截图:

Java反射

由此可见:

m = stuClass.getDeclaredMethod(“show4”, int.class);//调用制定方法(所有包括私有的),需要传入两个参数,第一个是调用的方法名称,第二个是方法的形参类型,切记是类型。

System.out.println(m);

m.setAccessible(true);//解除私有限定

Object result = m.invoke(obj, 20);//需要两个参数,一个是要调用的对象(获取有反射),一个是实

System.out.println(“返回值:” + result);//

其实这里的成员方法:在模型中有属性一词,就是那些setter()方法和getter()方法。还有字段组成,这些内容在内省中详解。

5、反射main方法

student类:

package fanshe.main;

public class Student {

    public static void main(String[] args) {
        System.out.println("main方法执行了。。。");
    }
}

测试类:

package fanshe.main;

import java.lang.reflect.Method;

/**
 * 获取Student类的main方法、不要与当前的main方法搞混了
 */
public class Main {

    public static void main(String[] args) {
        try {
            //1、获取Student对象的字节码
            Class clazz = Class.forName("fanshe.main.Student");

            //2、获取main方法
            Method methodMain = clazz.getMethod("main", String[].class);//第一个参数:方法名称,第二个参数:方法形参的类型,
            //3、调用main方法
            // methodMain.invoke(null, new String[]{"a","b","c"});
            //第一个参数,对象类型,因为方法是static静态的,所以为null可以,第二个参数是String数组,这里要注意在jdk1.4时是数组,jdk1.5之后是可变参数
            //这里拆的时候将  new String[]{"a","b","c"} 拆成3个对象。。。所以需要将它强转。
            methodMain.invoke(null, (Object)new String[]{"a","b","c"});//方式一
            // methodMain.invoke(null, new Object[]{new String[]{"a","b","c"}});//方式二

        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        }


    }
}

运行截图:

Java反射

6、反射方法的其它使用之—通过反射运行配置文件内容

student类:

package fanshe;

public class Student {
    public void show(){
        System.out.println("is show()");
    }
}

配置文件:

Java反射

测试类:

package fanshe;

import java.io.FileNotFoundException;
import java.io.FileReader;
import java.io.IOException;
import java.lang.reflect.Method;
import java.util.Properties;

/*
 * 我们利用反射和配置文件,可以使:应用程序更新时,对源码无需进行任何修改
 * 我们只需要将新类发送给客户端,并修改配置文件即可
 */
public class Demo {
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        //通过反射获取Class对象
        Class stuClass = Class.forName(getValue("className"));//"cn.fanshe.Student"
        //2获取show()方法
        Method m = stuClass.getMethod(getValue("methodName"));//show
        //3.调用show()方法
        m.invoke(stuClass.getConstructor().newInstance());

    }

    //此方法接收一个key,在配置文件中获取相应的value
    public static String getValue(String key) throws IOException{
        Properties pro = new Properties();//获取配置文件的对象
        FileReader in = new FileReader("E:/pro.txt");//获取输入流
        pro.load(in);//将流加载到配置文件对象中
        in.close();
        return pro.getProperty(key);//返回根据key获取的value值
    }
}

运行截图:

Java反射

需求:当我们升级这个系统时,不要Student类,而需要新写一个Student2的类时,这时只需要更改pro.txt的文件内容就可以了。代码就一点不用改动。

要替换的student2类:

package fanshe;

public class Student2 {
    public void show2(){
        System.out.println("is show2()");
    }
}

配置文件更改为:

Java反射

运行测试类:

Java反射

7、反射方法的其它使用之—通过反射越过泛型检查

泛型用在编译期,编译过后泛型擦除(消失掉)。所以是可以通过反射越过泛型检查的

测试类:

package fanshe;

import java.lang.reflect.Method;
import java.util.ArrayList;

/*
 * 通过反射越过泛型检查
 *
 * 例如:有一个String泛型的集合,怎样能向这个集合中添加一个Integer类型的值?
 */
public class Demo {
    public static void main(String[] args) throws Exception{
        ArrayList<String> strList = new ArrayList<>();
        strList.add("aaa");
        strList.add("bbb");

        //  strList.add(100);
        //获取ArrayList的Class对象,反向的调用add()方法,添加数据
        Class listClass = strList.getClass(); //得到 strList 对象的字节码 对象
        //获取add()方法
        Method m = listClass.getMethod("add", Object.class);
        //调用add()方法
        m.invoke(strList, 100);

        //遍历集合
        for(Object obj : strList){
            System.out.println(obj);
        }
    }
}

运行截图:

Java反射

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