反射是框架设计的灵魂,使用的前提条件:必须先得到代表的字节码的Class,Class类用于表示.class文件,即字节码
一、反射的概述
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一个方法和属性;这种动态获取的信息以及动态调用对象的方法的功能称为java语言的反射机制。
要想解剖一个类,必须先要获取到该类的字节码文件对象。而解剖使用的就是Class类中的方法.所以先要获取到每一个字节码文件对应的Class类型的对象.
以上的总结就是什么是反射
反射就是把java类中的各种成分映射成一个个的Java对象
例如:一个类有:成员变量、方法、构造方法、包等等信息。利用反射技术可以对一个类进行解剖,把个个组成部分映射成一个个对象。
如图是类的正常加载过程:反射的原理在与class对象。
熟悉一下加载的时候: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。
其中这个Class对象很特殊。我们先了解一下这个Class类
二、查看Class类在java中的api详解
Class 类的实例表示正在运行的 Java 应用程序中的类和接口。也就是jvm中有N多的实例每个类都有该Class对象。(包括基本数据类型)
Class 没有公共构造方法。Class 对象是在加载类时由 Java 虚拟机以及通过调用类加载器中的defineClass 方法自动构造的。也就是这不需要我们自己去处理创建,JVM已经帮我们创建好了。
没有公共的构造方法,方法共有64个太多了。下面用到哪个就详解哪个吧
三、反射的使用(这里使用Student类做演示)
先写一个Student类。
1、获取Class对象的三种方式
1.1 Object ——> getClass();
1.2 任何数据类型(包括基本数据类型)都有一个“静态”的class属性
1.3 通过Class类的静态方法:forName(String className)(常用)
其中1.1是因为Object类中的getClass方法、因为所有类都继承Object类。从而调用Object类来获取
packagefanshe;
/**
* 获取Class对象的三种方式
* 1 Object ——> getClass();
* 2 任何数据类型(包括基本数据类型)都有一个“静态”的class属性
* 3 通过Class类的静态方法:forName(String className)(常用)
*
*/
publicclassFanshe{
publicstaticvoidmain(String[] args){
//第一种方式获取Class对象
//这一new 产生一个Student对象,一个Class对象。
Student stu1 =newStudent();
Class stuClass = stu1.getClass();//获取Class对象
System.out.println(stuClass.getName());
//第二种方式获取Class对象
Class stuClass2 = Student.class;
//判断第一种方式获取的Class对象和第二种方式获取的是否是同一个
System.out.println(stuClass == stuClass2);
//第三种方式获取Class对象
try{
//注意此字符串必须是真实路径,就是带包名的类路径,包名.类名
Class stuClass3 = Class.forName("fanshe.Student");
//判断三种方式是否获取的是同一个Class对象
System.out.println(stuClass3 == stuClass2);
}catch(ClassNotFoundException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
注意:在运行期间,一个类,只有一个Class对象产生。
三种方式常用第三种,第一种对象都有了还要反射干什么。第二种需要导入类的包,依赖太强,不导包就抛编译错误。一般都第三种,一个字符串可以传入也可写在配置文件中等多种方法。
2、通过反射获取构造方法并使用:
student类:
packagefanshe;
publicclassStudent{
//---------------构造方法-------------------
//(默认的构造方法)
Student(String str){
System.out.println("(默认)的构造方法 s = "+ str);
}
//无参构造方法
publicStudent(){
System.out.println("调用了公有、无参构造方法执行了。。。");
}
//有一个参数的构造方法
publicStudent(charname){
System.out.println("姓名:"+ name);
}
//有多个参数的构造方法
publicStudent(String name ,intage){
//这的执行效率有问题,以后解决。
System.out.println("姓名:"+name+"年龄:"+ age);
}
//受保护的构造方法
protectedStudent(booleann){
System.out.println("受保护的构造方法 n = "+ n);
}
//私有构造方法
privateStudent(intage){
System.out.println("私有的构造方法 年龄:"+ age);
}
}
共有6个构造方法;
测试类:
packagefanshe;
importjava.lang.reflect.Constructor;
/*
* 通过Class对象可以获取某个类中的:构造方法、成员变量、成员方法;并访问成员;
*
* 1.获取构造方法:
* 1).批量的方法:
* public Constructor[] getConstructors():所有"公有的"构造方法
public Constructor[] getDeclaredConstructors():获取所有的构造方法(包括私有、受保护、默认、公有)
* 2).获取单个的方法,并调用:
* public Constructor getConstructor(Class... parameterTypes):获取单个的"公有的"构造方法:
* public Constructor getDeclaredConstructor(Class... parameterTypes):获取"某个构造方法"可以是私有的,或受保护、默认、公有;
*
* 调用构造方法:
* Constructor-->newInstance(Object... initargs)
*/
publicclassConstructors{
publicstaticvoidmain(String[] args)throwsException{
//1.加载Class对象
Class clazz = Class.forName("fanshe.Student");
//2.获取所有公有构造方法
System.out.println("*************所有公有构造方法*******");
Constructor[] conArray = clazz.getConstructors();
for(Constructor c : conArray){
System.out.println(c);
}
System.out.println("*******所有的构造方法(包括:私有、受保护、默认、公有)*****");
conArray = clazz.getDeclaredConstructors();
for(Constructor c : conArray){
System.out.println(c);
}
System.out.println("*****************获取公有、无参的构造方法*******************************");
Constructor con = clazz.getConstructor(null);
//1>、因为是无参的构造方法所以类型是一个null,不写也可以:这里需要的是一个参数的类型,切记是类型
//2>、返回的是描述这个无参构造函数的类对象。
System.out.println("con = "+ con);
//调用构造方法
Object obj = con.newInstance();
// System.out.println("obj = " + obj);
// Student stu = (Student)obj;
System.out.println("******获取私有构造方法,并调用******");
con = clazz.getDeclaredConstructor(char.class);
System.out.println(con);
//调用构造方法
//暴力访问(忽略掉访问修饰符)
con.setAccessible(true);
obj = con.newInstance('男');
}
}
后台输出:
**********************所有公有构造方法*********************************
publicfanshe.Student(java.lang.String,int)
publicfanshe.Student(char)
publicfanshe.Student()
************所有的构造方法(包括:私有、受保护、默认、公有)***************
privatefanshe.Student(int)
protectedfanshe.Student(boolean)
publicfanshe.Student(java.lang.String,int)
publicfanshe.Student(char)
publicfanshe.Student()
fanshe.Student(java.lang.String)
*****************获取公有、无参的构造方法*******************************
con =publicfanshe.Student()
调用了公有、无参构造方法执行了。。。
******************获取私有构造方法,并调用*******************************
publicfanshe.Student(char)
姓名:男
调用方法:
1.获取构造方法:
1).批量的方法:
publicConstructor[] getConstructors():所有"公有的"构造方法
publicConstructor[] getDeclaredConstructors():获取所有的构造方法(包括私有、受保护、默认、公有)
2).获取单个的方法,并调用:
publicConstructorgetConstructor(Class... parameterTypes):获取单个的"公有的"构造方法:
publicConstructorgetDeclaredConstructor(Class... parameterTypes):获取"某个构造方法"可以是私有的,或受保护、默认、公有;
调用构造方法:
Constructor-->newInstance(Object... initargs)
2、newInstance是 Constructor类的方法(管理构造函数的类)
api的解释为:
newInstance(Object... initargs):
使用此 Constructor 对象表示的构造方法来创建该构造方法的声明类的新实例,并用指定的初始化参数初始化该实例。它的返回值是T类型,所以newInstance是创建了一个构造方法的声明类的新实例对象。并为之调用
3、获取成员变量并调用
student类:
packagefanshe.field;
publicclassStudent{
publicStudent(){
}
//**********字段*************//
publicString name;
protectedintage;
charsex;
privateString phoneNum;
@Override
publicStringtoString(){
return"Student [name="+ name +", age="+ age +", sex="+ sex
+", phoneNum="+ phoneNum +"]";
}
}
测试类:
packagefanshe.field;
importjava.lang.reflect.Field;
/*
* 获取成员变量并调用:
*
* 1.批量的
* 1).Field[] getFields():获取所有的"公有字段"
* 2).Field[] getDeclaredFields():获取所有字段,包括:私有、受保护、默认、公有;
* 2.获取单个的:
* 1).public Field getField(String fieldName):获取某个"公有的"字段;
* 2).public Field getDeclaredField(String fieldName):获取某个字段(可以是私有的)
*
* 设置字段的值:
* Field --> public void set(Object obj,Object value):
* 参数说明:
* 1.obj:要设置的字段所在的对象;
* 2.value:要为字段设置的值;
*
*/
publicclassFields{
publicstaticvoidmain(String[] args)throwsException{
//1.获取Class对象
Class stuClass = Class.forName("fanshe.field.Student");
//2.获取字段
System.out.println("************获取所有公有的字段********************");
Field[] fieldArray = stuClass.getFields();
for(Field f : fieldArray){
System.out.println(f);
}
System.out.println("************获取所有的字段(包括私有、受保护、默认的)********************");
fieldArray = stuClass.getDeclaredFields();
for(Field f : fieldArray){
System.out.println(f);
}
System.out.println("*************获取公有字段**并调用***********************************");
Field f = stuClass.getField("name");
System.out.println(f);
//获取一个对象
Object obj = stuClass.getConstructor().newInstance();//产生Student对象--》Student stu = new Student();
//为字段设置值
f.set(obj,"刘德华");//为Student对象中的name属性赋值--》stu.name = "刘德华"
//验证
Student stu = (Student)obj;
System.out.println("验证姓名:"+ stu.name);
System.out.println("**************获取私有字段****并调用********************************");
f = stuClass.getDeclaredField("phoneNum");
System.out.println(f);
f.setAccessible(true);//暴力反射,解除私有限定
f.set(obj,"18888889999");
System.out.println("验证电话:"+ stu);
}
}
后台输出:
************获取所有公有的字段********************
publicjava.lang.String fanshe.field.Student.name
************获取所有的字段(包括私有、受保护、默认的)********************
publicjava.lang.String fanshe.field.Student.name
protectedintfanshe.field.Student.age
charfanshe.field.Student.sex
privatejava.lang.String fanshe.field.Student.phoneNum
*************获取公有字段**并调用***********************************
publicjava.lang.String fanshe.field.Student.name
验证姓名:刘德华
**************获取私有字段****并调用********************************
privatejava.lang.String fanshe.field.Student.phoneNum
验证电话:Student [name=刘德华, age=0, sex=
由此可见
调用字段时:需要传递两个参数:
Object obj = stuClass.getConstructor().newInstance();//产生Student对象--》Student stu = new Student();
//为字段设置值
f.set(obj, "刘德华");//为Student对象中的name属性赋值--》stu.name = "刘德华"
第一个参数:要传入设置的对象,第二个参数:要传入实参
4、获取成员方法并调用
student类:
packagefanshe.method;
publicclassStudent{
//**************成员方法***************//
publicvoidshow1(String s){
System.out.println("调用了:公有的,String参数的show1(): s = "+ s);
}
protectedvoidshow2(){
System.out.println("调用了:受保护的,无参的show2()");
}
voidshow3(){
System.out.println("调用了:默认的,无参的show3()");
}
privateStringshow4(intage){
System.out.println("调用了,私有的,并且有返回值的,int参数的show4(): age = "+ age);
return"abcd";
}
}
测试类:
packagefanshe.method;
importjava.lang.reflect.Method;
/*
* 获取成员方法并调用:
*
* 1.批量的:
* public Method[] getMethods():获取所有"公有方法";(包含了父类的方法也包含Object类)
* public Method[] getDeclaredMethods():获取所有的成员方法,包括私有的(不包括继承的)
* 2.获取单个的:
* public Method getMethod(String name,Class... parameterTypes):
* 参数:
* name : 方法名;
* Class ... : 形参的Class类型对象
* public Method getDeclaredMethod(String name,Class... parameterTypes)
*
* 调用方法:
* Method --> public Object invoke(Object obj,Object... args):
* 参数说明:
* obj : 要调用方法的对象;
* args:调用方式时所传递的实参;
):
*/
publicclassMethodClass{
publicstaticvoidmain(String[] args)throwsException{
//1.获取Class对象
Class stuClass = Class.forName("fanshe.method.Student");
//2.获取所有公有方法
System.out.println("***************获取所有的”公有“方法*******************");
stuClass.getMethods();
Method[] methodArray = stuClass.getMethods();
for(Method m : methodArray){
System.out.println(m);
}
System.out.println("***************获取所有的方法,包括私有的*******************");
methodArray = stuClass.getDeclaredMethods();
for(Method m : methodArray){
System.out.println(m);
}
System.out.println("***************获取公有的show1()方法*******************");
Method m = stuClass.getMethod("show1", String.class);
System.out.println(m);
//实例化一个Student对象
Object obj = stuClass.getConstructor().newInstance();
m.invoke(obj,"刘德华");
System.out.println("***************获取私有的show4()方法******************");
m = stuClass.getDeclaredMethod("show4",int.class);
System.out.println(m);
m.setAccessible(true);//解除私有限定
Object result = m.invoke(obj,20);//需要两个参数,一个是要调用的对象(获取有反射),一个是实参
System.out.println("返回值:"+ result);
}
}
控制台输出:
***************获取所有的”公有“方法*******************
publicvoidfanshe.method.Student.show1(java.lang.String)
publicfinalvoidjava.lang.Object.wait(long,int)throwsjava.lang.InterruptedException
publicfinalnativevoidjava.lang.Object.wait(long)throwsjava.lang.InterruptedException
publicfinalvoidjava.lang.Object.wait()throwsjava.lang.InterruptedException
publicbooleanjava.lang.Object.equals(java.lang.Object)
publicjava.lang.String java.lang.Object.toString()
publicnativeintjava.lang.Object.hashCode()
publicfinalnativejava.lang.Class java.lang.Object.getClass()
publicfinalnativevoidjava.lang.Object.notify()
publicfinalnativevoidjava.lang.Object.notifyAll()
***************获取所有的方法,包括私有的*******************
publicvoidfanshe.method.Student.show1(java.lang.String)
privatejava.lang.String fanshe.method.Student.show4(int)
protectedvoidfanshe.method.Student.show2()
voidfanshe.method.Student.show3()
***************获取公有的show1()方法*******************
publicvoidfanshe.method.Student.show1(java.lang.String)
调用了:公有的,String参数的show1(): s = 刘德华
***************获取私有的show4()方法******************
privatejava.lang.String fanshe.method.Student.show4(int)
调用了,私有的,并且有返回值的,int参数的show4(): age =20
返回值:abcd
由此可见:
m = stuClass.getDeclaredMethod("show4", int.class);//调用制定方法(所有包括私有的),需要传入两个参数,第一个是调用的方法名称,第二个是方法的形参类型,切记是类型。
System.out.println(m);
m.setAccessible(true);//解除私有限定
Object result = m.invoke(obj,20);//需要两个参数,一个是要调用的对象(获取有反射),一个是实参
System.out.println("返回值:"+ result);
控制台输出:
***************获取所有的”公有“方法*******************
publicvoidfanshe.method.Student.show1(java.lang.String)
publicfinalvoidjava.lang.Object.wait(long,int)throwsjava.lang.InterruptedException
publicfinalnativevoidjava.lang.Object.wait(long)throwsjava.lang.InterruptedException
publicfinalvoidjava.lang.Object.wait()throwsjava.lang.InterruptedException
publicbooleanjava.lang.Object.equals(java.lang.Object)
publicjava.lang.String java.lang.Object.toString()
publicnativeintjava.lang.Object.hashCode()
publicfinalnativejava.lang.Class java.lang.Object.getClass()
publicfinalnativevoidjava.lang.Object.notify()
publicfinalnativevoidjava.lang.Object.notifyAll()
***************获取所有的方法,包括私有的*******************
publicvoidfanshe.method.Student.show1(java.lang.String)
privatejava.lang.String fanshe.method.Student.show4(int)
protectedvoidfanshe.method.Student.show2()
voidfanshe.method.Student.show3()
***************获取公有的show1()方法*******************
publicvoidfanshe.method.Student.show1(java.lang.String)
调用了:公有的,String参数的show1(): s = 刘德华
***************获取私有的show4()方法******************
privatejava.lang.String fanshe.method.Student.show4(int)
调用了,私有的,并且有返回值的,int参数的show4(): age =20
返回值:abcd
其实这里的成员方法:在模型中有属性一词,就是那些setter()方法和getter()方法。还有字段组成,这些内容在内省中详解
5、反射main方法
student类:
packagefanshe.main;
publicclassStudent{
publicstaticvoidmain(String[] args){
System.out.println("main方法执行了。。。");
}
}
测试类:
packagefanshe.main;
importjava.lang.reflect.Method;
/**
* 获取Student类的main方法、不要与当前的main方法搞混了
*/
publicclassMain{
publicstaticvoidmain(String[] args){
try{
//1、获取Student对象的字节码
Class clazz = Class.forName("fanshe.main.Student");
//2、获取main方法
Method methodMain = clazz.getMethod("main", String[].class);//第一个参数:方法名称,第二个参数:方法形参的类型,
//3、调用main方法
// methodMain.invoke(null, new String[]{"a","b","c"});
//第一个参数,对象类型,因为方法是static静态的,所以为null可以,第二个参数是String数组,这里要注意在jdk1.4时是数组,jdk1.5之后是可变参数
//这里拆的时候将 new String[]{"a","b","c"} 拆成3个对象。。。所以需要将它强转。
methodMain.invoke(null, (Object)newString[]{"a","b","c"});//方式一
// methodMain.invoke(null, new Object[]{new String[]{"a","b","c"}});//方式二
}catch(Exception e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
控制台输出:
main方法执行了。。。
6、反射方法的其它使用之---通过反射运行配置文件内容
student类:
publicclassStudent{
publicvoidshow(){
System.out.println("is show()");
}
}
配置文件以txt文件为例子(pro.txt):
className = cn.fanshe.Student
methodName = show
测试类:
importjava.io.FileNotFoundException;
importjava.io.FileReader;
importjava.io.IOException;
importjava.lang.reflect.Method;
importjava.util.Properties;
/*
* 我们利用反射和配置文件,可以使:应用程序更新时,对源码无需进行任何修改
* 我们只需要将新类发送给客户端,并修改配置文件即可
*/
publicclassDemo{
publicstaticvoidmain(String[] args)throwsException{
//通过反射获取Class对象
Class stuClass = Class.forName(getValue("className"));//"cn.fanshe.Student"
//2获取show()方法
Method m = stuClass.getMethod(getValue("methodName"));//show
//3.调用show()方法
m.invoke(stuClass.getConstructor().newInstance());
}
//此方法接收一个key,在配置文件中获取相应的value
publicstaticStringgetValue(String key)throwsIOException{
Properties pro =newProperties();//获取配置文件的对象
FileReader in =newFileReader("pro.txt");//获取输入流
pro.load(in);//将流加载到配置文件对象中
in.close();
returnpro.getProperty(key);//返回根据key获取的value值
}
}
控制台输出:
is show()
需求:
当我们升级这个系统时,不要Student类,而需要新写一个Student2的类时,这时只需要更改pro.txt的文件内容就可以了。代码就一点不用改动
要替换的student2类:
publicclassStudent2{
publicvoidshow2(){
System.out.println("is show2()");
}
}
配置文件更改为:
className = cn.fanshe.Student2
methodName = show2
控制台输出:
is show2();
7、反射方法的其它使用之---通过反射越过泛型检查
泛型用在编译期,编译过后泛型擦除(消失掉)。所以是可以通过反射越过泛型检查的。
测试类:
importjava.lang.reflect.Method;
importjava.util.ArrayList;
/*
* 通过反射越过泛型检查
*
* 例如:有一个String泛型的集合,怎样能向这个集合中添加一个Integer类型的值?
*/
publicclassDemo{
publicstaticvoidmain(String[] args)throwsException{
ArrayList strList =newArrayList<>();
strList.add("aaa");
strList.add("bbb");
// strList.add(100);
//获取ArrayList的Class对象,反向的调用add()方法,添加数据
Class listClass = strList.getClass();//得到 strList 对象的字节码 对象
//获取add()方法
Method m = listClass.getMethod("add", Object.class);
//调用add()方法
m.invoke(strList,100);
//遍历集合
for(Object obj : strList){
System.out.println(obj);
}
}
}
控制台输出:
aaa
bbb
100
8、总结
反射是各类框架的基础,没有反射也就没有各类框架。因此,反射也是面试常考知识点,希望能够引起大家重视。基本的反射API还是要熟悉,本文介绍了反射包下常用的一些方法,大家可以自己动手码一遍代码。更多关于反射的问题欢迎小伙伴们评论区留言讨论。