Java基础——反射（Reflection）基础

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2024年03月19日 11:17 · 阅读数 3

1. 反射概述

引言

本篇对反射基础进行了讲解。

可以带着以下问题进行学习：

什么是Java语言的反射机制？
反射都提供了什么功能？
反射有什么作用？
反射如何获取Class对象？
反射如何创建类对象？
反射如何获取类的成员变量和类的成员方法？

1.1 反射是什么？

Java语言的反射机制： 在Java中，运行状态时，只要给定类的名字，就能知道这个类的所有信息，可以构造出指定对象，可以调用它的任意一个属性和方法。这种动态获取信息以及动态调用对象的方法的功能是Java语言的反射机制。

一般，我们使用某个类时一定知道这个类是什么类，有什么作用，对这个类进行实例化，使用这个类对象进行操作。

反射则是在一开始并不知道我们要初始化的类对象是什么，自然无法new出对象，这时候需要进行反射调用。

反射允许对封装类的字段、方法和构造函数的信息进行编程访问。

1.2 反射提供的功能

Java反射机制主要提供以下功能：

在运行时判断任意一个对象所属的类。
在运行时构造任意一个类的对象。
在运行时判断任意一个类所具有的成员变量和方法。
在运行时调用任意一个对象的方法。

1.3 反射的作用

反射的作用：

动态的加载类，动态获取类的信息（属性、方法、构造器）
动态的构造对象
动态调用类和对象的任意方法、构造器
获取泛型信息
处理注解
动态代理
...

2. 获取类的信息

2.1 获取反射中的Class对象

反射始于Class，Class是一个类，是一个用来描述类的类，封装了当前对象所对应类的信息。对于每个类，JRE都为其保留一个不变的Class类型的对象。一个类在JVM中只会有一个Class实例。

获取Class类对象三种方法：

Class.forNam(全类名) 静态方法。源代码阶段（.java -> .class）
类名.class() 方法（基本类型只可该方法获得Class对象）。加载阶段（.class加载到内存中）
对象.getClass() 方法。运行阶段（内存中运行 A a = new A();）

三种方法实现代码如下：

//第一种，使用 Class.forName 静态方法。
Class clazz1 = Class.forName("reflect.Person");
//第二种，使用 .class 方法。
Class clazz2 = Person.class;
//第三种，使用类对象的 getClass() 方法。
Person person =  new Person("浅浅",18);
Class clazz3 = person.getClass();

判断是否为某个类的实例

一般，使用instanceof关键字来判断是否为某个类的实例:

public native boolean isInstance(Object obj);

也可以使用反射中Class对象的isInstance()方法来判断是否为某个类的实例:

public boolean isAssignableFrom(Class<?> cls)

2.2 通过反射创建类对象

主要两种方式：

1.通过 Class对象的newInstance() 方法（只能使用默认的无参数构造方法）。

2.通过 Constructor对象的newInstance() 方法（可以选择特定构造方法）。

其实， class.newInstance() 内部实现也是通过 Constructor。而且现在已经标记为 @Deprecated(since="9")，建议使用 Constructor 。

//获取class对象
Class clazz = Class.forName("reflect.Person");

//如果有默认构造方法，就使用这个，先通过Class对象获取指定的Constructor对象
Person p1 = (Person) clazz.getConstructor().newInstance();
//指定构造方法
Person p2 = (Person) clazz.getDeclaredConstructor(String.class, int.class).newInstance("dr", 1);

2.3 通过反射获取类的成员变量

获取成员变量的两个方法：

Field getField(String name)：获得命名的公共字段，只能获取 public 修饰的变量，如果是私有变量，会报错NoSuchField。
Field[] getFields()：获得类的所有公共字段。
Field getDeclaredField(String name)：获得类声明的字段，在不知道变量的权限修饰符的时候，建议使用，比较保险。
Field[] getDeclaredFields()：获得类声明的所有字段。

修改变量的值的两类方法：

引用类型：只有一个方法 set(Object obj, Object value)
基本类型：为每个基本类型，都提供了一个方法，例如 setInt(Object obj, int i)，setLong(Object obj, long l) 大家使用时，根据不同的类型，选择不同的方法。

注：若修改的属性为私有属性，则需要先设置field.setAccessible(true)，设置之后才可以修改值。

//获取class对象
Class clazz = Class.forName("reflect.Person");
//构造对象
Person p = (Person) clazz.getDeclaredConstructor(String.class, int.class).newInstance("dr", 18);
//获取指定变量 name
Field nameField = clazz.getField("name");
//修改变量的值
nameField.set(p,"张三");
//获取指定变量 age 
Field ageField = clazz.getDeclaredField("age");
//age 是private变量，需要先设置可用
ageField.setAccessible(true);
//修改变量的值
ageField.setInt(p,17);

2.4 通过反射获取类的方法

获取类方法的两个方法：

Method getMethod(String name, Class[] params)：使用特定的参数类型，获得命名的公共方法。
Method[] getMethods()：获得类的所有公共方法。
Method getDeclaredMethod(String name, Class[] params)：使用特写的参数类型，获得类声明的命名的方法。
Method[] getDeclaredMethods()：获得类声明的所有方法。

//获取class对象
Class clazz = Class.forName("reflect.Person");
//构造对象
Person p = (Person) clazz.getDeclaredConstructor(String.class, int.class).newInstance("dr", 18);
//获取指定方法 "addFavorite"
Method method = clazz.getMethod("addFavorite", String.class);
//调用对象方法
method.invoke(p, "篮球");
//获取指定方法 "changeAge"
Method privateMethod = clazz.getDeclaredMethod("changeAge", int.class);
//changeAge 是private方法，需要先设置可用
privateMethod.setAccessible(true);
privateMethod.invoke(p, 17);

注：当我们从类中获取了一个方法后，我们就可以用 invoke() 方法来调用这个方法。
public Object invoke(Object obj, Object... args)

3. 反射进阶

本文介绍了反射的基本使用方法，深入进阶使用请看后续文章...