Java反射笔记

Java反射的概述

什么是Java的反射机制

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方法和属性；这种动态获取信息以及动态调用对象方法的功能称为Java语言的反射机制。

Java的反射机制的作用

Java反射机制的主要作用是用来编写一些通用性比较高的代码或者框架

反射常用对象的概述

• Class
  Class类的实例表示正在运行的Java应用程序中的类与接口
• Constructor
  关于类的单个构造方法的信息以及对它的访问权限
• Field
  Field提供有关类或接口的单个字段的信息，以及对它动态访问权限
• Method
  Method 提供关于类或接口上单独某个方法的信息

示意图如下：

如，上图示例程序中的Person.java在经过编译后变为.class文件，由ClassLoader加载到JVM的内存中。原本的类中对应的构造方法，字段，方法等都会变为相应的Constructor对象，Field对象，Method对象等

反射的API

Class 类

Java中的java.lang.Class类用于表示一个类的字节码(.class)文件
如何获得一个class文件对应的Class对象呢？有三种方法：

1. 类名.class
2. 对象.getClass()
   这种方式需要获得具体的对象，并使用父类的Object.getClass()方法获取
3. Class.forName("包名.类名")
   forName方法用于加载类字节码到内存中，并封装成一个Class对象

对于这三种获取方式，可以看示例：
现有Person类：

package classTest;

public class Person {
    private String name;
    private String sex;

    public String getName() {
        return name;
    }

    public void setName(String name) {
        this.name = name;
    }

    public String getSex() {
        return sex;
    }

    public void setSex(String sex) {
        this.sex = sex;
    }

    public Person(){

    }

    public Person(String name,String sex){
        this.name = name;
        this.sex = sex;
    }

    public void sayHello(){
        System.out.println("hello !");
    }
}

    @Test
    public void test1(){
        // 1 类名.class
        Class clazzPerson1 = Person.class;

        // 2 对象.getClass()
        Person p = new Person();
        Class clazzPerson2 = p.getClass();

        // 3 Class.forName()
        try {
            Class clazzPerson3 = Class.forName("classTest.Person");
        } catch (ClassNotFoundException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }

Constructor 类

• Constructor类的实例对象代表类的一个构造方法
• 得到某个类所有的构造方法

Constructor[] constructors = Class.forName("java.lang.String").getConstructors();

• 得到指定的构造方法并调用

Constructor constructor = Class.forName("java.lang.String").getConstructor(String.class);
String str = (String)constructor.newInstance("abc");

• Class类的newInstance() 方法用来调用类的默认构造方法

String obj = (String)Class.forName("java.lang.String").newInstance();

测试用例如下：

    @Test
    public void test2() throws Exception {
        // 获得无参的构造方法
        Class clazz = Class.forName("classTest.Person");
        Constructor constructor = clazz.getConstructor();
        Person p = (Person)constructor.newInstance();
        p.sayHello();

        // 获得有参的构造方法
        Constructor constructor2 = clazz.getConstructor(String.class,String.class);
        Person p2 = (Person)constructor2.newInstance("张三","男");
        p2.sayHello();
        System.out.println(p2.getName());
        System.out.println(p2.getSex());
    }

运行结果如下：

Field 类

• Field类代表某个类中的一个成员变量，并提供动态的访问权限
• Filed对象的获取
  • 得到所有的成员变量

  Field[] fields = clazz.getFields(); // 获取所有public属性
  Field[] fields = clazz.getDeclaredFields(); // 取得所有声明的属性
  

  • 得到指定的成员变量

  Field name = clazz.getField("name");
  Field name = clazz.getDeclaredField("name");  
  

• 设置Field变量是否可以访问

field.setAccessible(boolean);

• Field变量值的读取,设置

field.get(obj);
field.set(obj,value);

测试用例：
首先将Person类的name属性变为公有：

package classTest;

public class Person {
    public String name;
    private String sex;

    public Person(){

    }

    public Person(String name,String sex){
        this.name = name;
        this.sex = sex;
    }

    public void sayHello(){
        System.out.println("hello !");
    }
}

我们可以用Field对象来操作获取字段，获取字段值并设置字段值：

    @Test
    public void test3() throws Exception {
        // 测试公有属性
        Class clazz = Class.forName("classTest.Person");
        Person person = (Person) clazz.getConstructor().newInstance();
        Field fieldName = clazz.getField("name");
        fieldName.set(person,"李四");
        System.out.println(fieldName.get(person));


        // 测试私有属性
        Person person2 = (Person) clazz.getConstructor().newInstance();
        Field fieldSex = clazz.getDeclaredField("sex");
        fieldSex.setAccessible(true);
        fieldSex.set(person2,"女");
        System.out.println(fieldSex.get(person2));
    }

显示结果为：

Method 类

• Method 类代表某个类中的一个成员方法
• Method 对象的获得
  • 获得所有方法

  getDeclaredMethods()
  getMethods()
  

  • 获得指定的方法

   //name为方法名称
  getDeclredMethods(String name,Class<?>...parameterTypes)
  getMethods(String name,Class<?>...parameterTypes)
  

• 通过反射执行方法

invoke(Object obj,Object...args)

测试程序：
首先对Person类改动如下：

package classTest;

public class Person {
    public String name;
    private String sex;

    public Person(){

    }

    public Person(String name,String sex){
        this.name = name;
        this.sex = sex;
    }

    public void sayHello(){
        System.out.println("hello !");
    }

    // 私有方法
    private void run(){
        System.out.println("run !");
    }
    // 私有带参方法
    private void eat(String foodName){
        System.out.println("eat " + foodName + " !");
    }
}

Method类可以对象可以获取并操作属于一个类的所有方法

    @Test
    public void test4() throws Exception {
        // 测试共有方法
        Class clazz = Class.forName("classTest.Person");
        Person person = (Person) clazz.getConstructor().newInstance();
        Method method = clazz.getMethod("sayHello");
        method.invoke(person);

        // 测试私有方法
        Method method2 = clazz.getDeclaredMethod("run");
        method2.setAccessible(true);
        method2.invoke(person);

        // 测试私有带参的方法
        Method method3 = clazz.getDeclaredMethod("eat", String.class);
        method3.setAccessible(true);
        method3.invoke(person,"apple");
    }