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Java 反射機(jī)制原理與用法詳解

 更新時(shí)間:2019年11月05日 11:13:16   作者:蒼青浪  
這篇文章主要介紹了Java 反射機(jī)制原理與用法,結(jié)合實(shí)例形式詳細(xì)分析了Java反射機(jī)制的相關(guān)概念、原理、基本使用方法及操作注意事項(xiàng),需要的朋友可以參考下

本文實(shí)例講述了Java 反射機(jī)制原理與用法。分享給大家供大家參考,具體如下:

反射反射,程序員的快樂(lè)!

1、什么是反射?

Java反射就是在運(yùn)行狀態(tài)中,對(duì)于任意一個(gè)類,都能夠知道這個(gè)類的所有屬性和方法;對(duì)于任意一個(gè)對(duì)象,都能夠調(diào)用它的任意方法和屬性;并且能改變它的屬性。而這也是Java被視為動(dòng)態(tài)(或準(zhǔn)動(dòng)態(tài),為啥要說(shuō)是準(zhǔn)動(dòng)態(tài),因?yàn)橐话愣缘膭?dòng)態(tài)語(yǔ)言定義是程序運(yùn)行時(shí),允許改變程序結(jié)構(gòu)或變量類型,這種語(yǔ)言稱為動(dòng)態(tài)語(yǔ)言。從這個(gè)觀點(diǎn)看,Perl,Python,Ruby是動(dòng)態(tài)語(yǔ)言,C++,Java,C#不是動(dòng)態(tài)語(yǔ)言。)語(yǔ)言的一個(gè)關(guān)鍵性質(zhì)。

2、反射能做什么?

我們知道反射機(jī)制允許程序在運(yùn)行時(shí)取得任何一個(gè)已知名稱的class的內(nèi)部信息,包括包括其modifiers(修飾符),fields(屬性),methods(方法)等,并可于運(yùn)行時(shí)改變fields內(nèi)容或調(diào)用methods。那么我們便可以更靈活的編寫代碼,代碼可以在運(yùn)行時(shí)裝配,無(wú)需在組件之間進(jìn)行源代碼鏈接,降低代碼的耦合度;還有動(dòng)態(tài)代理的實(shí)現(xiàn)等等;但是需要注意的是反射使用不當(dāng)會(huì)造成很高的資源消耗!

3、反射的具體實(shí)現(xiàn)

下面是一個(gè)基本的類 Person

package com.ys.reflex;
public class Person {
  //私有屬性
  private String name = "Tom";
  //公有屬性
  public int age = 18;
  //構(gòu)造方法
  public Person() {  
  }
  //私有方法
  private void say(){
    System.out.println("private say()...");
  }
  //公有方法
  public void work(){
    System.out.println("public work()...");
  }
}

①、得到 Class 的三種方式

//1、通過(guò)對(duì)象調(diào)用 getClass() 方法來(lái)獲取,通常應(yīng)用在:比如你傳過(guò)來(lái)一個(gè) Object
// 類型的對(duì)象,而我不知道你具體是什么類,用這種方法
Person p1 = new Person();
Class c1 = p1.getClass();
//2、直接通過(guò) 類名.class 的方式得到,該方法最為安全可靠,程序性能更高
// 這說(shuō)明任何一個(gè)類都有一個(gè)隱含的靜態(tài)成員變量 class
Class c2 = Person.class;
//3、通過(guò) Class 對(duì)象的 forName() 靜態(tài)方法來(lái)獲取,用的最多,
//  但可能拋出 ClassNotFoundException 異常
Class c3 = Class.forName("com.ys.reflex.Person");

需要注意的是:一個(gè)類在 JVM 中只會(huì)有一個(gè) Class 實(shí)例,即我們對(duì)上面獲取的 c1,c2,c3進(jìn)行 equals 比較,發(fā)現(xiàn)都是true

②、通過(guò) Class 類獲取成員變量、成員方法、接口、超類、構(gòu)造方法等

查閱 API 可以看到 Class 有很多方法:

  • getName():獲得類的完整名字。
  • getFields():獲得類的public類型的屬性。
  • getDeclaredFields():獲得類的所有屬性。包括private 聲明的和繼承類
  • getMethods():獲得類的public類型的方法。
  • getDeclaredMethods():獲得類的所有方法。包括private 聲明的和繼承類
  • getMethod(String name, Class[] parameterTypes):獲得類的特定方法,name參數(shù)指定方法的名字,parameterTypes 參數(shù)指定方法的參數(shù)類型。
  • getConstructors():獲得類的public類型的構(gòu)造方法。
  • getConstructor(Class[] parameterTypes):獲得類的特定構(gòu)造方法,parameterTypes 參數(shù)指定構(gòu)造方法的參數(shù)類型。
  • newInstance():通過(guò)類的不帶參數(shù)的構(gòu)造方法創(chuàng)建這個(gè)類的一個(gè)對(duì)象。

我們通過(guò)一個(gè)例子來(lái)綜合演示上面的方法:

//獲得類完整的名字
String className = c2.getName();
System.out.println(className);//輸出com.ys.reflex.Person
//獲得類的public類型的屬性。
Field[] fields = c2.getFields();
for(Field field : fields){
  System.out.println(field.getName());//age
}
//獲得類的所有屬性。包括私有的
Field [] allFields = c2.getDeclaredFields();
for(Field field : allFields){
  System.out.println(field.getName());//name  age
}
//獲得類的public類型的方法。這里包括 Object 類的一些方法
Method [] methods = c2.getMethods();
for(Method method : methods){
  System.out.println(method.getName());//work waid equls toString hashCode等
}
//獲得類的所有方法。
Method [] allMethods = c2.getDeclaredMethods();
for(Method method : allMethods){
  System.out.println(method.getName());//work say
}
//獲得指定的屬性
Field f1 = c2.getField("age");
System.out.println(f1);
//獲得指定的私有屬性
Field f2 = c2.getDeclaredField("name");
//啟用和禁用訪問(wèn)安全檢查的開(kāi)關(guān),值為 true,則表示反射的對(duì)象在使用時(shí)應(yīng)該取消 java 語(yǔ)言的訪問(wèn)檢查;反之不取消
f2.setAccessible(true);
System.out.println(f2);
//創(chuàng)建這個(gè)類的一個(gè)對(duì)象
Object p2 = c2.newInstance();
//將 p2 對(duì)象的 f2 屬性賦值為 Bob,f2 屬性即為 私有屬性 name
f2.set(p2,"Bob");
//使用反射機(jī)制可以打破封裝性,導(dǎo)致了java對(duì)象的屬性不安全。 
System.out.println(f2.get(p2)); //Bob
//獲取構(gòu)造方法
Constructor [] constructors = c2.getConstructors();
for(Constructor constructor : constructors){
  System.out.println(constructor.toString());//public com.ys.reflex.Person()
}

4、根據(jù)反射獲取父類屬性

父類 Parent.java

public class Parent {
  public String publicField = "parent_publicField";
  protected String protectField = "parent_protectField";
  String defaultField = "parent_defaultField";
  private String privateField = "parent_privateField";
}

子類 Son.java

public class Son extends Parent {
}
public class ReflectionTest {
  @Test
  public void testGetParentField() throws Exception{
    Class c1 = Class.forName("com.ys.model.Son");
    //獲取父類私有屬性值
    System.out.println(getFieldValue(c1.newInstance(),"privateField"));
  }
  public static Field getDeclaredField(Object obj,String fieldName) {
    Field field = null;
    Class c = obj.getClass();
    for(; c != Object.class ; c = c.getSuperclass()){
      try {
        field = c.getDeclaredField(fieldName);
        field.setAccessible(true);
        return field;
      }catch (Exception e){
        //這里甚么都不要做!并且這里的異常必須這樣寫,不能拋出去。
        //如果這里的異常打印或者往外拋,則就不會(huì)執(zhí)行c = c.getSuperclass(),最后就不會(huì)進(jìn)入到父類中了
      }
    }
    return null;
  }
  public static Object getFieldValue(Object object,String fieldName) throws Exception{
    Field field = getDeclaredField(object,fieldName);
    return field.get(object);
  }
}

通過(guò)執(zhí)行上述代碼,我們獲得了父類的私有屬性值,這里要注意的是直接通過(guò)反射獲取子類的對(duì)象是不能得到父類的屬性值的,必須根據(jù)反射獲得的子類 Class 對(duì)象在調(diào)用  getSuperclass() 方法獲取父類對(duì)象,然后在通過(guò)父類對(duì)象去獲取父類的屬性值。

5、反射總結(jié)

靈活使用反射能讓我們代碼更加靈活,這里比如JDBC原生代碼注冊(cè)驅(qū)動(dòng),hibernate 的實(shí)體類,Spring 的 AOP等等都有反射的實(shí)現(xiàn)。但是凡事都有兩面性,反射也會(huì)消耗系統(tǒng)的性能,增加復(fù)雜性等,合理使用才是真!

更多java相關(guān)內(nèi)容感興趣的讀者可查看本站專題:《Java面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)入門與進(jìn)階教程》、《Java數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法教程》、《Java操作DOM節(jié)點(diǎn)技巧總結(jié)》、《Java文件與目錄操作技巧匯總》和《Java緩存操作技巧匯總

希望本文所述對(duì)大家java程序設(shè)計(jì)有所幫助。

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