Java的反射机制

概念：在某些特殊场合中编写代码时不确定要创建什么类型的对象，也不确定要调用什么样的方法，这些都希望通过运行时传递的参数来决定，该机制叫做动态编程技术，也就是反射机制

通俗来说，反射机制就是用于动态创建对象并且动态调用方法的机制

Class类：

Class类的实例可以用于描述Java应用程序中的类和接口，也就是一种数据类型
该类没有公共构造方法，该类的实例由Java虚拟机和类加载器自动构造完成，本质上就是加载到内存中的运行时类

获取Class对象的方式：

使用数据类型.Class的方式可以获取对应类型的Class对象（较常用）

        //1. 使用数据类型.class的方式可以获取对应类型的Class对象
        Class c1 = String.class;
        System.out.println("c1 = " + c1);   //自动调用toString方法，返回类的完全限定名： class java.lang.String

        c1 = int.class;
        System.out.println("c1 = " + c1);   //返回基本数据类型的名称 int

        c1 = void.class;
        System.out.println("c1 = " + c1);   //返回void void

输出

使用引用/对象.getClass()的方式可以获取对应类型的Class对象

        //2. 使用对象.getClass()的方式获取对应的Class对象
        String str1 = new String("hello");
        c1 = str1.getClass();
        System.out.println("c1 = " + c1);   //class java.lang.String

        Integer it1 = 20;
        c1 = it1.getClass();
        System.out.println("c1 = " + c1);   //class java.lang.Integer

        int num = 5;
        //num.getClass();   //基本数据类型的变量不能调用方法

输出

使用包装类.TYPE的方式可以获取对应基本数据类型的Class对象

        //3. 使用包装类.TYPE的方式来获取对应基本数据类型的Class对象
        c1 = Integer.TYPE;
        System.out.println("c1 = " + c1);   //int

输出

使用Class.forName()的方式来获取参数指定类型的Class对象（完整名称：包名.类名，不能获取基本数据类型的Class对象）（较常用）

        //4. 调用Class类中的forName方法来获取对应的Class对象
        //c1 = Class.forName("String"); //Error 必须写完整的包名
        //c1 = Class.forName("int");    //不能获取基本数据类型的Class对象
        c1 = Class.forName("java.lang.String");
        System.out.println("c1 = " + c1);   //class java.lang.String

输出

使用类加载器ClassLoader的方式获取指定类型的Class对象

        //5. 使用类加载器的方式来获取Class对象
        ClassLoader classLoader = ClassTest.class.getClassLoader();
        c1 = classLoader.loadClass("java.lang.String");
        System.out.println("c1 = " + c1);

输出

常用方法：

static Class<?> forName(String className)：用于获取参数指定类型对应的Class对象并返回
T newInstance()：用于创建该Class对象所表示类的新实例（已过时）

/**
 * 用于测试的简单Person类
 */
public class Person {

    private String name;
    private int age;

    public String getName() {
        return name;
    }

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

    public int getAge() {
        return age;
    }

    public void setAge(int age) {
        this.age = age;
    }

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

    public Person() {
    }

    @Override
    public String toString() {
        return "Person{" +
                "name='" + name + '\'' +
                ", age=" + age +
                '}';
    }
}

        //1. 使用原始方式以无参形式构造Person类的对象并打印
        Person p1 = new Person();
        System.out.println("无参方式创建的对象是：" + p1);

        System.out.println("----------------------------------------------");

        //2. 使用反射机制以无参行驶构造Person类型的对象并打印
        Class c1 = Class.forName("Person");
        System.out.println("无参方式创建的对象是：" + c1.newInstance());

输出

Constructor类：主要用于描述获取到的构造方法信息

class类常用方法：

Constructor<T> getConstructor(Class<?>... parameterTypes)：用于获取此Class对象所表示类型中参数指定的公共构造方法

        //1. 使用原始方式以无参形式构造Person类的对象并打印
        Person p1 = new Person();
        System.out.println("无参方式创建的对象是：" + p1);

        System.out.println("----------------------------------------------");

        //2. 使用反射机制以无参行驶构造Person类型的对象并打印
        Class c1 = Class.forName("Person");
        //System.out.println("无参方式创建的对象是：" + c1.newInstance());
        //获取Class对象对应类中的无参构造方法，也就是Person类中的无参构造方法
        Constructor constructor = c1.getConstructor();
        //使用获取到的无参构造方法来构造对应类型的对象，也就是Person类型的对象
        System.out.println("无参方式创建的对象是：" + constructor.newInstance());

        System.out.println("----------------------------------------------");
        //3. 使用原始方式以有参方式构造Person类的对象并打印
        Person p2 = new Person("张三", 20);
        System.out.println("有参构造方式创建的对象是：" + p2);

        System.out.println("----------------------------------------------");
        //4. 使用反射机制以有参方式构造Person类型的对象并打印
        //获取Class对象对应类中的有参构造方法，也就是Person类中的有参构造方法
        Constructor constructor1 = c1.getConstructor(String.class, int.class);
        //使用获取到的有参构造方法来构造对应类型的对象，也就是Person类型的对象
        //newInstance方法中的实参是用于给有参构造方法的形参进行初始化的，也就是给name和age进行初始化的
        System.out.println("有参构造方式创建的对象是：" + constructor1.newInstance("张三", 20));

输出

Constructor<?>[] getConstructors()：用于获取此Class对象所表示类型中所有的公共构造方法

        //5. 使用反射机制获取Person类中所有的公共构造方法并打印
        Constructor[] constructors = c1.getConstructors();
        for (Constructor ct : constructors) {
            System.out.println("构造方法的访问修饰符是：" + ct.getModifiers());
            System.out.println("构造方法的方法名称是：" + ct.getName());
            Class[] parameterTypes = ct.getParameterTypes();
            System.out.println("构造方法的所有参数类型是：");
            for (Class cs : parameterTypes) {
                System.out.print(cs + " ");
            }
            System.out.println();
            System.out.println("----------------------------------------------");

输出

相关的访问修饰符

Construcotr类常用方法：

T newInstance(Object... initargs)：使用此Constructor对象描述的构造方法来构造Class对象代表类型的新实例
int getModifiers()：获取方法的访问修饰符
String getName()：获取方法的名称
Class<?>[] getParameterTypes()：获取方法的所有参数的类型

Field类：主要用于描述获取到的单个成员变量信息

class类常用方法：

Field getDeclaredField(String name)：用于获取此Class对象所表示类中参数指定的单个成员变量信息
Field[] getDeclaredFields()：用于获取此Class对象所表示类中所有成员变量信息

        //1. 使用原始方式来构造对象以及获取成员变量的数值并打印
        Person p1 = new Person("张三", 20);
        System.out.println("获取到的成员变量数值为：" + p1.getName());  //张三

        System.out.println("------------------------------------------------");
        //2. 使用反射机制来构造对象以及获取成员变量的数值并打印
        //2.1 获取Class对象
        Class c1 = Class.forName("Person");
        //2.2 根据Class对象获取对应的有参构造方法
        Constructor constructor = c1.getConstructor(String.class, int.class);
        //2.3 使用有参构造方法来得到Person类型的对象
        Object object = constructor.newInstance("张三", 20);
        //2.4 根据Class对象获取对应的成员变量信息
        Field field = c1.getDeclaredField("name");
        //2.5 使用Person类型的对象来获取成员变量的信息
        //获取对象object中名字为field成员变量的数值，也就是成员变量name的数值
        System.out.println("获取到的成员变量数值为：" + field.get(object));

输出

Field类常用方法：

Object get(Object obj)：获取参数对象obj中此Field对象所表示成员变量的数值
void set(Object obj, Object value)：将参数对象obj中此Field对象表示成员变量的数值修改为参数value的数值
void setAccessible(boolean flag)：当实参传递true时，则反射对象在使用时应该取消Java语言访问检查
int getModifiers()：获取成员变量的访问修饰符
Class<?> getType()：获取成员变量的数据类型
String getName()：获取成员变量的名称

        //3. 使用原始方式修改指定对象中成员变量的数值后再次打印
        p1.setName("李四");
        System.out.println("修改后成员变量的数值为：" + p1.getName());

        System.out.println("------------------------------------------------");
        //4. 使用反射机制修改指定对象中成员变量的数值后再次打印
        //表示修改对象object中名字为field成员变量的数值为李四，也就是成员变量name的数值为李四
        field.set(object, "李四");
        System.out.println("修改后成员变量的数值为：" + field.get(object));

        System.out.println("------------------------------------------------");
        //5. 获取Class类对象对应类中所有的成员变量
        Field[] declaredFields = c1.getDeclaredFields();
        for (Field ft : declaredFields) {
            System.out.println("获取到的访问修饰符为：" + ft.getModifiers());
            System.out.println("获取到的数据类型为：" + ft.getType());
            System.out.println("获取到的成员变量名称是：" + ft.getName());
            System.out.println("------------------------------------------------");

输出

Method类：主要用于描述获取到的单个成员方法信息

Class类常用方法：

Method getMethod(String name, Class<?>... parameterTypes)：用于获取该Class对象表示类中名字为name，参数为parameterTypes的指定公共成员方法
Method[] getMethods()：用于获取该Class对象表示类中所有公共成员方法

Method类常用方法：

Object invoke(Object obj, Object... args)：使用对象obj来调用此Method对象所表示的成员方法，实参传递args
int getModifiers()：获取方法的访问修饰符
Class<?> getReturnType()：获取方法的返回值类型
String getName()：获取方法的名称
Class<?>[] getParameterTypes()：获取方法所有参数的类型
Class<?>[] getExceptionTypess()：获取方法的异常信息

        //1. 使用原始方式构造对象并调用方法打印结果
        Person p1 = new Person("张三", 20);
        System.out.println("调用方法的返回值是：" + p1.getName());

        System.out.println("--------------------------------------------");
        //2. 使用反射机制构造对象并调用方法打印结果
        //2.1 获取Class对象
        Class c1 = Class.forName("Person");
        //2.2 根据Class对象来获取对应的有参构造方法
        Constructor constructor = c1.getConstructor(String.class, int.class);
        //2.3 使用有参构造方法构造对象并记录
        Object object = constructor.newInstance("张三", 20);
        //2.4 根据Class对象来获取对应的成员方法
        Method method = c1.getMethod("getName");
        //2.5 使用对象调用成员方法进行打印
        //表示使用object对象调用method表示的方法，也就是调用getName来获取姓名
        System.out.println("调用方法的返回值是：" + method.invoke(object));

        System.out.println("--------------------------------------------");
        //3. 使用反射机制来获取类中的所有成员方法并打印
        Method[] methods = c1.getMethods();
        for (Method mt : methods) {
            System.out.println("成员方法的修饰符是：" + mt.getModifiers());
            System.out.println("成员方法的返回值类型是：" + mt.getReturnType());
            System.out.println("成员方法的名称是：" + mt.getName());
            System.out.println("成员方法的形参列表是：");
            Class<?>[] parameterTypes = mt.getParameterTypes();
            for (Class<?> ct : parameterTypes) {
                System.out.println(ct + "");
            }
            System.out.println("成员方法的异常类型列表是：");
            Class<?>[] exceptionTypes = mt.getExceptionTypes();
            for (Class<?> ct : exceptionTypes) {
                System.out.println(ct + " ");
            }
            System.out.println();
            System.out.println("--------------------------------------------");
        }

输出1

输出2

输出3

获取其他结构信息的方法：

Package getPackage()：获取所在的包的信息
Class<? super T> getSuperclass()：获取继承的父类的信息
Class<?>[] getInterfaces()：获取实现的所有接口
Annotation[] getAnnotations()：获取注解信息
Type[] getGenericInterfaces()：获取泛型信息

/**
 * Student类
 * @param <T>
 * @param <E>
 */
@MyAnnotation
public class Student<T, E> extends Person implements Comparable<String>, Serializable {

    @Override
    public int compareTo(String o) {
        return 0;
    }
}

import java.lang.annotation.Retention;
import java.lang.annotation.RetentionPolicy;

/**
 * 自定义注解
 */
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
public @interface MyAnnotation {
}

        //获取Student类型的Class对象
        Class c1 = Class.forName("Student");
        System.out.println("获取到的包信息是：" + c1.getPackage());
        System.out.println("获取到的父类信息是：" + c1.getSuperclass());
        System.out.println("获取到的接口信息是：");
        Class[] interfaces = c1.getInterfaces();
        for (Class ct : interfaces) {
            System.out.println(ct + "");
        }
        System.out.println();
        System.out.println("-----------------------------------------------");

        System.out.println("获取到的注解信息是：");
        Annotation[] annotations = c1.getAnnotations();
        for (Annotation at : annotations) {
            System.out.println(at + " ");
        }
        System.out.println();
        System.out.println("-----------------------------------------------");

        System.out.println("获取到的泛型信息是：");
        Type[] genericInterfaces = c1.getGenericInterfaces();
        for (Type tt : genericInterfaces) {
            System.out.println(tt + " ");
        }
        System.out.println();

输出