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Java中的反射

news 来源：原创 2024/5/15 21:53:17

一、认识反射

1、反射的概念

2、反射的作用

3、反射相关的类

二、反射的使用

1、Class类

2、调用类中的私有构造方法

3、使用类中的私有成员变量

4、调用类中的私有成员方法

三、反射的优点和缺点

1、优点

2、缺点

一、认识反射

1、反射的概念

Java的反射机制是在运行状态中，对于任意一个类，都能够获得这个类的所有属性和方法；对于任意一个对象，都能够调用它的任何方法和属性。这种动态获取类的信息以及动态调用方法的功能称为Java语言的反射(reflection)机制。

2、反射的作用

Java程序中一些对象在运行时会出现两种类型：运行时类型和编译时类型，例如一个向上转型的代码：Bird bird = new Animal();其中，bird在编译时类型为Bird，运行时类型为Animal，通过反射机制就能在程序运行时发现该对象和类的真实信息。

3、反射相关的类

Class类	代表类的实体，在运行的Java应用程序中表示类和接口
Field类	代表类的成员变量/字段
Method类	代表类的方法
Constructor类	代表类的构造方法

二、反射的使用

1、Class类

在反射之前，我们需要先拿到当前需要反射的类的Class对象，然后通过Class对象调用相关的方法，来达到反射的目的。

获得Class对象的三种方式：

(1)使用Class.forName方法("类的全路径名")；

(2)使用需要反射的类名调用class方法；

(3)使用需要反射的类的对象调用getClass方法

但是通过三种方式获取的Class对象都是相同的，也就是说，一个类只有一个对应的Class对象：

Class类中常用获得类相关的方法
方法	作用
getClassLoader()	获得类的加载器
getDeclaredClasses()	返回一个数组，数组中包含该类中所有类和接口类的对象
forName(String classRoad)	根据类的路径返回类的Class对象(该方法是静态成员方法)
newInstacne()	创建类的实例
getName()	获得类的完整路径名

2、调用类中的私有构造方法

获得类中构造器相关的方法(返回值为Constructor类型相关)

方法	作用
getConstructor(Class...<?>parameterTypes)	获得该类中与参数类型匹配的公有的构造方法
getConstructors()	获得该类中所有公有的构造方法
getDeclaredConstructor(Class...<?>parameterTypes)	获得该类中与参数类型匹配的构造方法
getDeclaredConstructors()	获得该类中所有构造方法

示例：

创建一个Student类：

public class Student {
    public String name;//公共的成员变量

    private int id = 1;//私有的成员变量

    public Student(){
        System.out.println("公共的构造方法");
    }

    private Student(int id){
        this.id = id;
        System.out.println("私有的构造方法");
    }

    public void func(){
        System.out.println("公共的成员方法");
    }

    private void func2(String s){
        System.out.println(s);
    }

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

在同一个包中的Test类中通过Student类私有的构造方法创建一个Student对象：

public class Test {
    public static void reflectPrivateConstructor(){
        try {
            //获得Class对象
            Class<?> c1 = Class.forName("reflect.Student");
            //调用getDeclaredField(String name)方法
            Constructor<?> constructor = c1.getDeclaredConstructor(int.class);
            //调用setAccessible(boolean)后可修改访问权限
            constructor.setAccessible(true);
            //通过Constructor对象创建Student对象
            Student student = (Student) constructor.newInstance(100);
            //输出创建好的Student对象
            System.out.println(student);
        } catch (NoSuchMethodException e) {
            e.printStackTrace();
        } catch (InvocationTargetException e) {
            e.printStackTrace();
        } catch (InstantiationException e) {
            e.printStackTrace();
        } catch (IllegalAccessException e) {
            e.printStackTrace();
        } catch (ClassNotFoundException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
    public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException {
        reflectPrivateConstructor();
    }
}

代码运行结果：

3、使用类中的私有成员变量

获得类中字段相关的方法(返回值为Field类型相关)

方法	作用
getField(String name)	获得该类中某个公有的字段
getFields()	获得该类中所有公有的字段
getDeclaredField(String name)	获得该类中某个字段
getDeclaredFields()	获得该类中所有字段

示例：

反射Student类中的私有成员变量

public class Test {
    public static void reflectPrivateField(){
        try {
            //获得Class对象
            Class<?> c1 = Class.forName("reflect.Student");
            //getDeclaredField(String name)方法
            Field field = c1.getDeclaredField("id");
            //调用setAccessible(boolean)后可修改访问权限
            field.setAccessible(true);
            //通过Class类反射一个Student对象
            Student student = (Student) c1.newInstance();
            //修改指定Student对象的静态成员变量:id = 500
            field.set(student,500);
            //输出Student对象
            System.out.println(student);
        } catch (ClassNotFoundException e) {
            e.printStackTrace();
        } catch (NoSuchFieldException e) {
            e.printStackTrace();
        } catch (InstantiationException e) {
            e.printStackTrace();
        } catch (IllegalAccessException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
    public static void main(String[] args) {
        reflectPrivateField();
    }
}

代码运行结果：

4、调用类中的私有成员方法

获得类中方法相关的方法(返回值为Method类型相关)

方法	作用
getMethod(String name,Class...<?>parameterTypes)	获得该类中某个公有的方法
getMethods()	获得该类中所有公有的方法
getDeclaredMethod(String name,Class...<?>parameterTypes)	获得该类中某个方法
getDeclaredMethods()	获得该类中所有方法

示例：

反射Student类中的私有成员方法

public class Test {
    public static void reflectPrivateMethod(){
        try {
            //获得Class对象
            Class<?> c1 = Class.forName("reflect.Student");
            //调用getDeclaredMethod(String name,Class...<?>parameterTypes)方法
            Method method = c1.getDeclaredMethod("func2",String.class);
            //获取私有的属性或方法一般都要调用setAccessible(boolean)方法
            method.setAccessible(true);
            //通过Class类反射一个Student对象
            Student student = (Student) c1.newInstance();
            //Method对象调用invoke方法
            //让指定的Student对象调用指定的私有方法并传参
            method.invoke(student,"通过反射机制调用Student类的私有方法");
        } catch (ClassNotFoundException e) {
            e.printStackTrace();
        } catch (NoSuchMethodException e) {
            e.printStackTrace();
        } catch (InstantiationException e) {
            e.printStackTrace();
        } catch (IllegalAccessException e) {
            e.printStackTrace();
        } catch (InvocationTargetException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }

    public static void main(String[] args) {
        reflectPrivateMethod();
    }
}

代码运行结果：