详解Java反射机制(Reflection)

详解Java反射机制(Reflection)

反射机制的作用

JAVA反射机制是在运行状态中,对于任意一个类,都能够知道这个类的所有属性和方法;对于任意一个对象,都能够调用它的任意方法和属性,实现了基本的动态性。

详解反射机制

类的组成

正如我们所知道的,一个类的组成包括了一下几个部分:类名、构造器、方法、域、注解,所以为了能够获得任意一个类的对象,则需要能够获得该类的全部组成,JDK中的Reflection包为我们提供了一下几个对应类的各个组成部分的类,分别是ClassConstrutorMethodField,下面我们详细地了解各个 "组成类"。

  • Class

    • Class类是一个比较特殊的类,之所以说它特殊,是因为在每个Java对象在加载到JVM中之后,都会产生一个Class的对象,用来跟踪该对象所代表的类。下面我们做一个小实验
        public void test(){
            String str1 = "I love Java";
            String str2 = new String("I Lov Java");
            System.out.println(str1.getClass());
            System.out.println(str2.getClass());
            System.out.println(String.class);
        }
    

    输出的结果分别如下:

    class java.lang.String
    class java.lang.String
    class java.lang.String
    

    上面的结果说明了,String的任意不同对象在JVM中只有一个Class对象,也就是说Class对象在JVM中只有唯一一份。

    • 获得Class对象的实例
      在实际的应用中,有三种方式可以获得Class对象,如下代码所示:(这里为了下文的方便,我创建了一个Person类,具有name,age两个属性域,以及生成对应的set,get方法)
       String className = "cn.xuhuanfeng.reflection.Person";
       Class<?> clazz1 = Class.forName(className); // 获得Class对象
       Class<Person> clazz2 = Person.class; // 获得Class对象
       Class<? extends Person>  clazz3 = (new Person()).getClass(); // 获得Class对象
    
  • 创建实例
    获得了Class的对象之后,我们就可以利用它来创建类的实例,从而实现在运行时创建类,如下代码所示:

Person person = (Person)clazz2.newInstance();
   这样我们就获得了一个Person对象,不过这里要注意的是,Class的`newInstance()` 方法只能使用无参构造函数创建,也就是说,只有当该类具有无参构造方法时,才能使用这种方法来获得一个实例,这看上去比较无奈,不过也不用太担心,通过下面将介绍到的Construtor的`newInstance()` 方法即可以使用该类的有参够构造方法来获得实例。
  • 获得类名
    有时候我们需要获得类的类名,虽然不是总是需要,我们可以通过下面的方法来获得
System.out.println(clazz1.getName());//cn.xuhuanfeng.reflection.Person
System.out.println(clazz1.getSimpleName());//Person
   相信大家可以看出上面两者的区别,这里就不进行叙述。
  • Construtor
    正如Class表述一个类的总体情况一样,Construtor描述的是一个类的构造器类,没错,构造器也是一种类。

Constructor[] construtor = clazz.getConstructors(); //获得Public类型的构造器
Constructor[] construtor2 = clazz.getDeclaredConstructors(); // 获得所有类型的构造器

construtor以及construtor2的内容输出如下:

``` Java
// construtor
public cn.xuhuanfeng.reflection.Person()
public cn.xuhuanfeng.reflection.Person(java.lang.String,int)
// construtor2
public cn.xuhuanfeng.reflection.Person()
public cn.xuhuanfeng.reflection.Person(java.lang.String,int)

这里由于Person只有public类型的构造器,所以两者包含的内容相同。
当然我们还可以通过制定参数类型来获得特定的构造器

Constructor construtor3 = clazz.getConstructor(String.class,int.class);

上面我们提到了通过构造器来获得带参数类型的实例,其实就是通过上面的方式获得带参数的构造器对象,然后调用器newInstance(parameter ...) 方法即可,如下所示:

Person person1 = (Person)construtor3.newInstance("xuhanfeng",23);   

这样,我们就实现了通过任意构造器创建对象。

  • Method
    Method 描述的是一个类的方法,同上面的Construtor类似,这里我们不进行过多的解释,直接看代码演示。
Method[] methods = clazz.getMethods(); // 获得所有的public方法
Method[] methods2 = clazz.getDeclaredMethods(); // 获得所有的方法
Method method3 = clazz.getDeclaredMethod("setName", String.class);// 获得指定的方法

看到这里,相信你会发现,基本上跟前面的Construtor是类似,不过这里也有点不用,就是调用方法的时候,使用的是invoke(obj,params) 方法,如下

method3.invoke(person, "xuhuanfeng");// person 为前面获得的实例

这样,我们就实现了调用任意方法了。

  • Field
    Field是用来描述一个类所有的域的类,相信经过前面的Construtor以及Method,对于Field我们已经不用再进行过多解释了,直接看代码
Field[] fields = clazz.getFields(); // 获得所有的public的域
Field[] fields2 = clazz.getDeclaredFields(); // 获得所有的域
Field field3 = clazz.getDeclaredField("name"); // 获得指定的域

这里同样有个需要注意的地方,由于Java的安全机制原因,当我们要操作非public类型的域的时候,需要设置暂时关闭Java的安全检验,如下:

field3.setAccessible(true); //关闭安全校验  

之后我们就能对field3进行设置值了

field3.set(person, "xuhuanfeng"); //person同上

这样,我们就能实现操作任意域了。

  • Annotation
    相信经过上面的例子,你已经比较了解了,所以对于Annotation这里就不再进行阐述了,操作跟上面基本都是类似的。

后记

Java的反射机制给开发者带来了极大的便利,很多的框架也正是利用Java的反射机制从而实现了强大的生命力,相信看到这里,对于Java的反射,你已经有比较好的认识了。

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