Java反射

什么是反射?

定义:在Java中的反射机制是指在运行状态中,对于任意一个类都能够知道这个类所有的属性和方法;并且对于任意一个对象,都能够调用它的任意一个方法;这种动态获取信息以及动态调用对象方法的功能成为Java语言的反射机制。

首先我们来了解一下类的加载过程: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。
下图所示:

类的加载过程

1、当我们new一个对象的时候,JVM会去本地寻找对象的.class文件,并加载到jvm内存中;
2、将.class文件读入内存后生产一个.class对象,一个类只生产一个.class对象;

反射的应用场景

在Java程序中许多对象在运行是都会出现两种类型:编译时类型和运行时类型。
编译时的类型由声明对象时的类型来决定,运行时的类型由实际赋值给对象的类型决定,如:

Person person=new Student();

其中,编译时类型为Person,运行时类型为Student;

java程序在运行时可以接收到外部传入的对象,这些对象在编译时的类型为Object,但是程序有需要调用该对象的运行时类型的方法;为了解决这些问题,程序需要在运行时发现对象和类的真实信息,如果编译时根本无法预知该对象和类属于哪些类, 程序只能依靠运行时的信息来发现该对象和类的真实信息,此时就必须要使用反射了;

Java反射的API

Class类:反射的核心类,可以获取类的属性,方法等信息;
Field类:Java.lang.reflec包中的类,表示类的成员变量,可以用来获取和设置类之中的属性值;
Method类:Java.lang.reflec包中的类,表示类的方法,它可以用来获取类中的方法信息或者执行方法;
Constructor类:Java.lang.reflec包中的类,表示类的构造方法;

我们来了解一下反射的步骤:
1、获取想要操作类的Class对象;
2、调用Class类中的方法;
3、使用反射API来操作这些信息;

获取Class对象的方法

1、调用某个对象的getClass()方法

Student student = new Student();
Class clazz = student.getClass();

2、调用某个类的class属性来获取该类对应的Class对象

Class clazz=Student.class;

3、使用Class类中的forName()静态方法; (最安全/性能最好 推荐)

 Class clazz=Class.forName("com.jiao.mytest.proxy.Student");//类的全路径

反射获取构造方法

Constructor类:Java.lang.reflec包中的类,表示类的构造方法;
我们来举个例子,获取对象的构造方法并使用,我们用Student类来举例,Student类代码如下:

public class Student {

    //默认构造方法
    Student(String name) {
        Log.d("Test", "调用了默认的构造方法 name=:" + name);
    }

    //无参构造方法
    public Student() {
        Log.d("Test", "调用了共有、无参构造方法");
    }

    //有多个参数的构造方法
    public Student(String name, int age) {
        Log.d("Test", "调用了多个参数的构造方法 姓名:" + name + "年龄:" + age);
    }

    //受保护的构造方法
    protected Student(boolean n) {
        Log.d("Test", "调用了受保护的构造方法 n = " + n);
    }

    //私有构造方法
    private Student(int age) {
        Log.d("Test", "调用私有的构造方法 年龄:" + age);
    }
}

然后我们在主程序中通过反射来操作该类的构造方法

    private void reflect() throws Exception {

        Class clazz = Class.forName("com.jiao.mytest.proxy.Student");//类的全路径

        Log.d("Test", "获取所有公有构造方法");
        Constructor[] consArray = clazz.getConstructors();
        for (Constructor c : consArray) {
            Log.d("Test", c.toString());
        }

        Log.d("Test", "获取所有构造方法(包括:私有、受保护、默认、公有)");
        Constructor[] consArray1 = clazz.getDeclaredConstructors();
        for (Constructor c : consArray1) {
            Log.d("Test", c.toString());
        }

        Log.d("Test", "获取公有、无参构造方法");
        Constructor con = clazz.getConstructor(null);
        Log.d("Test", "con= " + con);
        Object obj = con.newInstance();

        Log.d("Test", "获取私有构造方法");
        Constructor con1 = clazz.getDeclaredConstructor(int.class);
        Log.d("Test", "con1= " + con1);
        con1.setAccessible(true);//暴力反射
        Object obj1 = con1.newInstance(20);
    }

控制台输出:


构造方法反射测试

反射获取成员变量

Field类:Java.lang.reflec包中的类,表示类的成员变量,可以用来获取和设置类之中的属性值;
下面举例说明如何获取类的成员变量并操作,还是以Student类为例

public class Student {

    public String name;
    protected int age;
    boolean sex;
    private String phone;

    public String toString() {
        return "Student [name=" + name + ",age=" + age + ",性别=" + sex + ",phone=" + phone + "]";
    }
}

主程序代码测试:

    private void reflect() throws Exception {

        Class clazz = Class.forName("com.jiao.mytest.proxy.Student");//类的全路径

        Log.d("Test", "获取所有字段(包括:私有、受保护、默认、公有)");
        Field[] fields1 = clazz.getDeclaredFields();
        for (Field f : fields1) {
            Log.d("Test", f.toString());
        }

        Log.d("Test", "获取公有字段,并调用");
        Field f = clazz.getField("name");
        Log.d("Test", "f= " + f.toString());

        Object objStudent = clazz.getConstructor().newInstance();
        f.set(objStudent, "柳岩");

        Student student = (Student) objStudent;
        Log.d("Test", "student.name=" + student.name);

        Log.d("Test", "获取私有字段,并调用");
        Field field = clazz.getDeclaredField("phone");
        field.setAccessible(true);//暴力反射
        field.set(objStudent, "18888888888");
        Log.d("Test", "student.phone=" + student.toString());

    }

控制台输出:


反射获取成员变量测试

反射获取成员方法

Method类:Java.lang.reflec包中的类,表示类的方法,它可以用来获取类中的方法信息或者执行方法;
反射获取类的成员方法,并调用,还是以Student为例:

public class Student {

    public void test1(String s) {
        Log.d("Test", "调用了公有的String参数的方法test1 s=" + s);
    }

    protected void test2() {
        Log.d("Test", "调用了受保护的无参的方法test2");
    }

    private int test3() {
        Log.d("Test", "调用了私有的无参有返回值的方法test3");
        return 100;
    }
}

主程序中使用:

    private void reflect() throws Exception {

        Class clazz = Class.forName("com.jiao.mytest.proxy.Student");//类的全路径

        Log.d("Test", "获取所有公有方法");
        Method[] methods = clazz.getMethods();
        for (Method m : methods) {
            Log.d("Test", m.toString());
        }
        Log.d("Test", "获取所有方法(包括:私有、受保护、默认、公有)");
        Method[] methods1 = clazz.getDeclaredMethods();
        for (Method m : methods) {
            Log.d("Test", m.toString());
        }

        Log.d("Test", "获取公有方法,并调用");
        Method method1 = clazz.getMethod("test1", String.class);
        Object objStudent = clazz.getConstructor().newInstance();
        Student student = (Student) objStudent;
        method1.invoke(objStudent, "柳岩");


        Log.d("Test", "获取私有方法,并调用");
        Method method2 = clazz.getDeclaredMethod("test3");
        method2.setAccessible(true);//暴力反射

        Log.d("Test", "私有test3方法返回:" + method2.invoke(objStudent, null));

    }

控制台输出:


反射获取方法测试

ok以上就是对java反射的简单介绍,本篇主要讲解了
1、反射的概念
2、java中类的加载过程
3、为什么要用到反射
4、反射API的使用
接下来我还会继续总结反射的高级应用;

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