關于Java中反射機制的深入講解
前言
JAVA反射機制是在運行狀態(tài)中，對于任意一個類，都能夠知道這個類的所有屬性和方法；對于任意一個對象，都能夠調用它的任意方法和屬性；這種動態(tài)獲取信息以及動態(tài)調用對象方法的功能稱為java語言的反射機制。
一：Class類
在面向對象的世界里，萬物皆對象。類也是對象，類是java.lang.Class類的實例對象。
Class類的實例表示正在運行的 Java 應用程序中的類和接口。枚舉是一種類，注釋是一種接口。每個數(shù)組屬于被映射為 Class 對象的一個類，所有具有相同元素類型和維數(shù)的數(shù)組都共享該 Class 對象。
基本的 Java 類型（boolean、byte、char、short、int、long、float 和 double）和關鍵字 void 也表示為 Class 對象。
Class 沒有公共構造方法。Class 對象是在加載類時由 Java 虛擬機以及通過調用類加載器中的 defineClass 方法自動構造的。
上面來自于JDK的羅里吧嗦，下面我來說下自己的體會：
類不是抽象的，類是具體的！
類是.class字節(jié)碼文件，要想獲取一個Class實例對象，首先需要獲取.class字節(jié)碼文件！
然后調用Class對象的一些方法，進行動態(tài)獲取信息以及動態(tài)調用對象方法！
二：類類型
新建一個Foo類。Foo這個類也是實例對象，是Class的實例對象。
不知道你是否在意過類的聲明與方法的聲明：
public class Foo{
Foo(){
//構造方法
}
}
public Foo method(){
//...
}
我們知道public后跟返回類型，也就可以知道class也是一個類型。
如何表示Class的實例對象？
public static void main(String[] args) {
//Foo的實例對象，new 就出來了
Foo foo1 = new Foo();
//如何表示？
//第一種：告訴我們任何一個類都有一個隱含的靜態(tài)成員變量class
Class c1 = Foo.class;
//第二種:已經知道該類的對象通過getClass方法
Class c2 = foo1.getClass();
System.out.println(c1 == c2);
//第三種：動態(tài)加載
Class c3 = null;
try {
c3 = Class.forName("cn.zyzpp.reflect.Foo");
} catch (ClassNotFoundException e) {
e.printStackTrace();
}
System.out.println(c2 == c3);
}
上述打印結果全是true
盡管 c1或c2 都代表了Foo的類類型，一個類只能是Class類的一個實例變量。
我們完全可以通過類的類類型（Class類型）創(chuàng)建類的實例對象。
//此時c1 c2 c3為Class的實例對象
try {
// Foo foo = (Foo)c1.newInstance();
Foo foo = (Foo)c3.newInstance();
foo.print();
} catch (InstantiationException e) {
e.printStackTrace();
} catch (IllegalAccessException e) {
e.printStackTrace();
}
靜態(tài)加載
new 創(chuàng)建對象是靜態(tài)加載類，在編譯時刻就需要加載所有的可能使用到的類 。
動態(tài)加載
使用 Class.forName("類的全稱") 加載類稱作為動態(tài)加載 。
編譯時刻加載類是靜態(tài)加載類，運行時刻加載類是動態(tài)加載類。
舉個例子
定義Office類
public class Office {
public void print() {
System.out.println("office");
}
}
定義Loading類
public class Loading {
public static void main(String[] args) {
try {
//在運行時再動態(tài)加載類
//arg[0] 為java執(zhí)行命令時傳的參數(shù)
Class<?> a = Class.forName(args[0]);
Office office = (Office) a.newInstance();
office.print();
} catch (ClassNotFoundException e) {
e.printStackTrace();
} catch (IllegalAccessException e) {
e.printStackTrace();
} catch (InstantiationException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
執(zhí)行過程
D:\>javac -encoding utf-8 Loading.java Office.java
D:\>java Loading Office
office
通過Class a=Class.forName(arg[0])動態(tài)加載獲取類，因編譯時不知道使用哪個類，因此編譯沒有加載任何類，直接通過編譯，運行時，根據(jù) java Loading Office （office是一個類類型/類，下標arg[0]）,去確定a是哪個類。這就是動態(tài)加載。如果Office類不存在，此時運行會報錯。這就是為何有時候會出現(xiàn)編譯通過，運行報錯的原因。
動態(tài)加載一個好處，就是可以隨時增加需要編譯的類。例如把Office改造為抽象類或接口，定義不同的子類，動態(tài)選擇加載。
三：類的反射
通過上面的三種方法獲取到類的類類型，就可以獲取到該類的成員方法，成員變量，方法參數(shù)注釋等信息。
方法對象是Method類，一個成員方法就是一個Method對象。
| 方法 | 解釋 |
|---|---|
| getMethods() | 返回該類繼承以及自身聲明的所有public的方法數(shù)組 |
| getDeclaredMethods() | 返回該類自身聲明的所有public的方法數(shù)組，不包括繼承而來 |
成員變量也是對象，是java.lang.reflect.Field對象，F(xiàn)ield類封裝了關于成員變量的操作。
| 方法 | 解釋 |
|---|---|
| getFields() | 獲取所有的public的成員變量信息，包括繼承的。 |
| getDeclaredFields() | 獲取該類自己聲明的成員變量信息，public，private等 |
獲取Java語言修飾符（public、private、final、static）的int返回值，再調用Modifier.toString()獲取修飾符的字符串形式，注意該方法會返回所有修飾符。
| 方法 | 解釋 |
|---|---|
| getModifiers() | 以整數(shù)形式返回由此對象表示的字段的 Java 語言修飾符。 |
獲取注釋
| 方法 | 解釋 |
|---|---|
| getAnnotations() | 返回此元素上存在的所有注釋。 |
| getDeclaredAnnotations() | 返回直接存在于此元素上的所有注釋。 |
構造函數(shù)也是對象，是java.lang.reflect.Constructor的對象。
| 方法 | 解釋 |
|---|---|
| getConstructors() | 返回所有public構造方法 |
| getDeclaredConstructors() | 返回類的所有構造方法，不止public |
完整示例
private void printClassMessage(Object obj){
//要獲取類的信息，首先獲取類的類類型
Class clazz = obj.getClass();
//獲取類的名稱
System.out.println(Modifier.toString(clazz.getModifiers())+" "+ clazz.getClass().getName()+" "+clazz.getName()+"{");
System.out.println("----構造方法----");
//構造方法
Constructor[] constructors = clazz.getDeclaredConstructors();
for (Constructor constructor: constructors){
//構造方法修飾符與名字
System.out.print(Modifier.toString(constructor.getModifiers())+" "+constructor.getName()+"(");
//構造函數(shù)的所有參數(shù)類型
Class[] parameterTypes = constructor.getParameterTypes();
for (Class c: parameterTypes){
System.out.print(c.getName()+", ");
}
System.out.println("){}");
}
System.out.println("----成員變量----");
//成員變量
Field[] fields = clazz.getDeclaredFields();
for (Field field: fields){
System.out.println(" "+Modifier.toString(field.getModifiers())+" "+field.getType().getName() + " " + field.getName()+";");
}
System.out.println("----成員方法----");
//Method類，方法對象,一個成員方法就是一個Method對象
Method[] methods = clazz.getDeclaredMethods();
for (Method method : methods){
//獲取方法返回類型
Class returnType = method.getReturnType();
//獲取方法上的所有注釋
Annotation[] annotations = method.getAnnotations();
for (Annotation annotation: annotations){
//打印注釋類型
System.out.println(" @"+annotation.annotationType().getName()+" ");
}
//打印方法聲明
System.out.print(" "+Modifier.toString(returnType.getModifiers())+" "+returnType.getName()+" "+method.getName()+"(");
//獲取方法的所有參數(shù)類型
Class<?>[] parameterTypes = method.getParameterTypes();
//獲取方法的所有參數(shù)
Parameter[] parameters = method.getParameters();
for (Parameter parameter: parameters){
//參數(shù)的類型，形參（全是arg123..）
System.out.print(parameter.getType().getName()+" "+parameter.getName()+", ");
}
System.out.println(")");
}
System.out.println("}");
}
以String對象為例，打印結果：
public final java.lang.Class java.lang.String{
----構造方法----
public java.lang.String([B, int, int, ){}
java.lang.String([C, boolean, ){}
----成員變量----
private final [C value;
private int hash;
----成員方法----
@java.lang.Deprecated
public abstract final void getBytes(int arg0, int arg1, [B arg2, int arg3, )
......
}
四：方法的反射
定義了一個類Foo用于測試
public class Foo{
public void print(String name,int num) {
System.out.println("I am "+name+" age "+num);
}
}
目標：通過反射獲取該方法，傳入參數(shù)，執(zhí)行該方法！
1.獲取類的方法就是獲取類的信息，獲取類的信息首先要獲取類的類類型
Class clazz = Foo.class;
2.通過名稱+參數(shù)類型獲取方法對象
Method method = clazz.getMethod("print", new Class[]{String.class,int.class});
3.方法的反射操作是通過方法對象來調用該方法，達到和new Foo().print()一樣的效果
方法若無返回值則返回null
Object o = method.invoke(new Foo(),new Object[]{"name",20});
五：通過反射認識泛型
public static void main(String[] args) {
ArrayList<String> stringArrayList = new ArrayList<>();
stringArrayList.add("hello");
ArrayList arrayList = new ArrayList();
Class c1 = stringArrayList.getClass();
Class c2 = arrayList.getClass();
System.out.println(c1 == c2);
}
打印結果為true
c1==c2的結果返回說明編譯之后集合的泛型是去泛型化的。換句話說，泛型不同，對類型沒有影響。
Java中集合的泛型其實只是為了防止錯誤輸入，只在編譯階段有效，繞過編譯就無效。
驗證
我們可以通過反射來操作，繞過編譯。
public static void main(String[] args) {
ArrayList<String> stringArrayList = new ArrayList<>();
stringArrayList.add("hello");
ArrayList arrayList = new ArrayList();
Class c1 = stringArrayList.getClass();
Class c2 = arrayList.getClass();
System.out.println(c1 == c2);
try {
Method method = c1.getMethod("add",Object.class);
method.invoke(stringArrayList,20);
System.out.println(stringArrayList.toString());
} catch (NoSuchMethodException e) {
e.printStackTrace();
} catch (IllegalAccessException e) {
e.printStackTrace();
} catch (InvocationTargetException e) {
e.printStackTrace();
}
}
打印結果：
true
[hello, 20]
成功繞過了泛型<String>的約束。
總結
以上就是這篇文章的全部內容了，希望本文的內容對大家的學習或者工作具有一定的參考學習價值，如果有疑問大家可以留言交流，謝謝大家對腳本之家的支持。
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