Java中反射reflect的基礎(chǔ)知識講解

更新時間：2023年10月19日 10:36:05 作者：發(fā)光吖

這篇文章主要介紹了Java中反射reflect的基礎(chǔ)知識講解,Java中的反射,它算是Java當中非常底層的一個技術(shù),平時我們我們用得不多,實際上它也的確非常復(fù)雜同時也難以理解,但是涉及到底層的東西Java都給我們封裝好了,我們直接拿來調(diào)用即可,需要的朋友可以參考下

前言

Java中的反射，它算是Java當中非常底層的一個技術(shù)。平時我們我們用得不多，實際上它也的確非常復(fù)雜同時也難以理解，但是涉及到底層的東西Java都給我們封裝好了，我們直接拿來調(diào)用即可，所以我們操作起來就很簡單，這也是Java封裝性的一個體現(xiàn)。

理解反射

反射是java中提供的一種機制，它允許我們在程序運行的時候，動態(tài)獲取一個類中的基本信息，并且可以調(diào)用類中的屬性、方法、構(gòu)造器。

我們以往遵循的都是面向?qū)ο蟮木幊趟枷?，現(xiàn)實生活中，先存在了很多對象，它們有相同的特征，相同的行為，我們就把它們歸為一類，從一類對象中抽取出來的公有的特征行為以及抽象描述，用來描述一組對象，我們就把這一組對象抽象成一個類。在程序中，我們是先定義好一個類，進而去new出一個該類的對象。

而反射卻不同，它是對于Java中對于類型的抽象，是對8種基本類型以及3種引用類型（類、接口、數(shù)組）的抽象?；绢愋偷姆瓷湮覀兒苌儆懻?，這里我們主要討論類的反射，它是最基礎(chǔ)最核心的。

反射機制可以認為是用來描述一組類的。

Java中的反射大致可以分為幾個大的模塊：

Class 用來描述類本身
Package 用來描述類所屬的包
Field 用來描述類中的屬性
Method 用來描述類中的方法
Constructor 用來描述類中的構(gòu)造方法
Annotation 用來描述類中的注解（暫不討論）

Java中反射的入口：（Class）

它是java.lang包下的一個類，不需要導(dǎo)入即可使用，之所以說它是反射的入口，是因為我們所有的反射操作（包括對屬性、方法、構(gòu)造方法、注解）的全部操作，都是基于類來完成的。我們可以認為類包含了屬性、方法、構(gòu)造方法、注解等，但是Java中為它們單獨定義了類（這些類都在java.lang.reflect包下），以此更好地描述這些類成員。

如何獲取Class（3種方式）：

Class.forName(“類的全限定名”);

這種方式最靈活，但缺點是需要處理一個編譯時異常ClassNotFoundException，并且它不適用于數(shù)組的Class以及基本類型的Class獲取

類名.class

這種方式最通用，它可以獲取到任何類型（包括基本類型）的Class

對象.getClass()

這種方式依賴于對象，所以它不適用于接口和抽象類的Class獲取

Class中的常用方法

int modifiers = getModifiers() 獲取類的修飾符(權(quán)限特征)

每一個修飾符，用一個整數(shù)來進行表示，它們的數(shù)值剛好是二進制中每一位上所代表的數(shù)字，這樣的好處是多個修飾符的數(shù)字進行累加后的結(jié)果可以反推出所有的修飾符。它是通過按位與然后判斷結(jié)果是否為0來做到的，例如：

    public static boolean isPrivate(int mod) {
        return (mod & PRIVATE) != 0;
    }

PRIVATE是java.lang.reflect.Modifier類中定義的int類型的靜態(tài)常量，它的值為2，而PUBLIC的值為1，如果getModifiers()方法算出的修飾符數(shù)字為3（代表它是PUBLIC+PRIVATE修飾的），通過按位與，0011&0010得到的結(jié)果是0010，結(jié)果不為0，說明它是包含了PRIVATE修飾符的。

Modifier修飾符數(shù)值參照表：

修飾符	數(shù)值
public	1
private	2
protected	4
static	8
final	16
synchronized	32
volatile	64
transient	128
native	256
interface	512
abstract	1024
strictfp	2048

String name = getName();獲取類的全限定名
String simpleName = getSimpleName();獲取類的簡單名
String packageName = getPackage();獲取包
Class sclazz = getSuperClass();獲取超類(父類)
Class[] classes = getInterface();獲取該類實現(xiàn)的所有接口
Object obj = newInstance();默認調(diào)用無參數(shù)構(gòu)造方法創(chuàng)建對象
Field f = getField(“屬性名”); Field[] fs = getFields(); 如上的兩個方法只能獲取公有的屬性但是包含繼承過來的父類屬性
getDeclaredField(“屬性”); Field[] fs = getDeclaredFields(); 如上的兩個方法能獲取公有的和私有的屬性但是只能獲取本類中的屬性
boolean = c2.isAssignableFrom(c1) 判斷c2代表的類型是不是c1代表的類型的父類型
Class[] = getClasses(); 獲取類中的內(nèi)部類

利用Java反射，修改字符串的值

早期學(xué)習String的時候，我們說字符串是不可變的，它的底層是私有的final修飾的字符數(shù)組：

private final char value[];

字符串的不可變特性體現(xiàn)在長度和內(nèi)容上：

長度：是一個final修飾的字符數(shù)組，數(shù)組本身長度不可改變，final修飾以后，它的引用不可以再指向新的對象。
內(nèi)容：它是String類中的私有成員屬性，外部不可以訪問到，同時它并沒有提供共有的直接操作value[]數(shù)組的方法，所以我們在String類的外部，無法修改一個字符串的字面值。

但是學(xué)了反射以后，反射可以屏蔽掉private的作用，類中的所有屬性，我們都可以操作，雖然它是final修飾的，但我們可以修改value數(shù)組中存放的元素。

雖然修改私有屬性是強烈不推薦的，但反射確確實實可以做到：

import java.lang.reflect.Field;

public class ChangeStringValue {
	public static void main(String[] args) {
		String str = "hello";
		Class<?> clazz = String.class;
		try {
			Field field = clazz.getDeclaredField("value");
			field.setAccessible(true);
			//獲取str對象中的value數(shù)組
			char[] value = (char[])field.get(str);
			value[0] = 'w';
			value[1] = 'o';
			value[2] = 'r';
			value[3] = 'l';
			value[4] = 'd';
		} catch (Exception e) {
			e.printStackTrace();
		}
		System.out.println(str);//world
	}
}

課后練習

1.通過反射的方式實現(xiàn)

class User{
	protected int id;//id號
	public String name; //用戶名
	private String password;//密碼
    boolean checkName(String name){//實現(xiàn)代碼}
    public User getName(String name){//實現(xiàn)代碼}
    public void doSomething(){//實現(xiàn)代碼}
    public void doSomething(String name,String password){//實現(xiàn)代碼}
    public void doSomething(int id,String name,String password){//實現(xiàn)代碼}
  }

a)查詢該User對象包含哪些屬性，屬性的名字，訪問修飾符等信息。修改某個屬性的值，獲取某個屬性的值。

class User {
	protected int id;// id號
	public String name; // 用戶名
	private String password;// 密碼

	boolean checkName(String name) {// 實現(xiàn)代碼
		if("tom".equals(name) || "admin".equals(name))
			return true;
		else
			return false;
	}

	public String getName() {// 實現(xiàn)代碼
		return name;
	}
	public String toString() {
		return "id="+id+",name="+name+",password="+password;
	}

	public void doSomething() {// 實現(xiàn)代碼
		System.out.println("hello world");
	}

	public void doSomething(String name, String password) {// 實現(xiàn)代碼
		System.out.println("name="+name+",password="+password);
	}

	public void doSomething(int id, String name, String password) {// 實現(xiàn)代碼
		System.out.println("id="+id+",name="+name+",password="+password);
	}
}

public class Test1 {
	public static void main(String[] args) {
		String className = "com.briup.day17.que01.User";
		int id = 0;
		User u = null;
		try {
			Class c = Class.forName(className);
			u = (User)c.newInstance();
			Field[] fields = c.getDeclaredFields();
			for(Field f:fields) {
				int mod = f.getModifiers();
				String modifiers = Modifier.toString(mod);
				System.out.println(modifiers);
				if(Modifier.isPrivate(mod)) {
					//如果是私有屬性，把它的訪問權(quán)限設(shè)置為true
					f.setAccessible(true);
				}
				String fieldName = f.getName();
				System.out.println(fieldName);
				//給屬性賦值
				Class<?> fieldType = f.getType();
				if(fieldType == int.class) {
					//說明它是id
					f.set(u, ++id);
				}else if(fieldType == String.class){
					if("name".equals(fieldName)) {
						f.set(u, "tom"+id);
					}else if("password".equals(fieldName)) {
						f.set(u, "123"+id);
					}
				}
			}
		} catch (Exception e) {
			e.printStackTrace();
		}
		System.out.println("==賦值以后的User對象==");
		System.out.println(u);
	}
}

b)查詢該User對象包含哪些方法，方法的名字，訪問修飾符,返回值，參數(shù)等信息。通過反射調(diào)用某個方法。

public class Test2 {
	public static void main(String[] args) {
		//只調(diào)用了它的無參方法
		String className = "com.briup.day17.que01.User";
		User u = null;
		try {
			Class<?> c = Class.forName(className);
			u = (User)c.newInstance();
			Method[] methods = c.getDeclaredMethods();
			for(Method m:methods) {
				int mod = m.getModifiers();
				String modifiers = Modifier.toString(mod);
				System.out.println(modifiers);
				if(Modifier.isPrivate(mod)) {
					m.setAccessible(true);
				}
				Class<?> mreturnType = m.getReturnType();
				System.out.println(mreturnType.getSimpleName());
				String mName = m.getName();
				System.out.println(mName);
				Parameter[] parameters = m.getParameters();
				System.out.println(Arrays.toString(parameters));
				Object obj = null;
				if(parameters.length == 0) {
					//說明它是無參的
					if(Modifier.isStatic(mod)) {
						//靜態(tài)的
						obj = m.invoke(null);
					}else {
						obj = m.invoke(u);
					}
					System.out.println("無參方法"+mName+"執(zhí)行后的結(jié)果"+obj);
				}
			}
		} catch (Exception e) {
			e.printStackTrace();
		}
	}
}

2.定義一個person類，包含name,age屬性，提供無參，全參構(gòu)造器，get/set方法，toString方法使用反射的方式創(chuàng)建一個實例，調(diào)用構(gòu)造器初始化name,age,使用反射的方式調(diào)用setName方法對名稱進行賦值，不使用setAge方法直接使用反射方式對age賦值

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

public class TestMain {
	public static void main(String[] args) throws Exception {
		String initName = "tom";
		Integer initAge = 18;
		String reName = "小張";
		Integer reAge = 12;
		String className = "com.briup.day17.que02.Person";
		Class<?> c = Class.forName(className);
		Class<?>[] parameterTypes = {String.class,Integer.class};
		Constructor<?> constructor = c.getConstructor(parameterTypes);
		Object[] initargs = {initName,initAge};
		Person p = (Person)constructor.newInstance(initargs);
		System.out.println("初始化后"+p);
		//使用反射的方式調(diào)用setName方法對名稱進行賦值
		Method m = c.getDeclaredMethod("setName", String.class);
		m.invoke(p, reName);
		Field f = c.getDeclaredField("age");
		f.setAccessible(true);
		f.set(p, reAge);
		System.out.println("改值以后"+p);
	}
}

3.選做題

已有map<String，String> map = new HashMap<>();

map.put(“student”,“學(xué)生類的全路徑名”)；

map.put(“teacher”,“老師類的全路徑名”);

初始化一個對象池(可選用map<String name,Object o>

? 池子：存儲容器。

? 根據(jù)map中的鍵創(chuàng)建對象，并放入池子中。

創(chuàng)建一個方法可根據(jù)String name 通過反射創(chuàng)建對象。

創(chuàng)建一個方法可根據(jù)名字從池子中取出對象。

測試：

ObjectPool pool= new ObjectPool();
pool.initPool();
System.out.println(pool.getObject("student"));
System.out.println(pool.getObject("teacher"));

import java.io.FileWriter;
import java.io.IOException;
import java.lang.reflect.Constructor;
import java.util.Enumeration;
import java.util.HashMap;
import java.util.Map;
import java.util.Properties;

public class ObjectPool {
	private static Map<String, Object> objPool = new HashMap<>();

	public void initPool() {
		Properties prop = new Properties();
		prop.setProperty("student", "com.briup.day17.que03.Student");
		prop.setProperty("teacher", "com.briup.day17.que03.Teacher");
		FileWriter fw;
		try {
			fw = new FileWriter("./src/com/briup/day17/que03/msg.properties");
			prop.store(fw, "this is some Class msg");
		} catch (IOException e) {
			e.printStackTrace();
		} finally {
			try {
				if(fw != null)
					fw.close();
			} catch (IOException e) {
				e.printStackTrace();
			}
		}
		Enumeration<?> enumeration = prop.propertyNames();
		while (enumeration.hasMoreElements()) {
			String key = (String) enumeration.nextElement();
			String value = prop.getProperty(key);
			objPool.put(key, createObj(value));
		}
	}

	// 創(chuàng)建一個方法 可根據(jù)String name 通過反射創(chuàng)建對象。
	public Object createObj(String className) {
		Class<?> c;
		Object obj = null;
		try {
			c = Class.forName(className);
			Constructor<?> constructor = c.getDeclaredConstructor();
			obj = constructor.newInstance();
		} catch (Exception e) {
			e.printStackTrace();
		}
		return obj;
	}

	// 創(chuàng)建一個方法 可根據(jù)名字從池子中取出對象。
	public Object getObject(String name) {
		return objPool.get(name);
	}
}

public class TestMain {
	public static void main(String[] args) {
		ObjectPool pool= new ObjectPool();
		pool.initPool();
		System.out.println(pool.getObject("student"));
		System.out.println(pool.getObject("teacher"));
	}
}

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