反射全解反射的概念

2019-12-09 19:30:52

反射的概念

反射的引入：

Object obj = new Student();

若程序运行时接收到外部传入的一个对象，该对象的编译类型是Object，但程序又需要调用该对象运行类型的方法：

1.若编译和运行类型都知道，使用 instanceof判断后，强转。

2.编译时根本无法预知该对象属于什么类，程序只能依靠运行时信息来发现对象的真实信息，这时就必须使用反射了。

3.要是想得到对象真正的类型，就得使用反射。

什么是反射机制？

简单的来说，反射机制指的是程序在运行时能够获取自身的信息。在java中，只要给定类的名字，那么就可以通过反射机制来获得类的所有信息。

反射机制的优点与缺点：

为什么要用反射机制？直接创建对象不就可以了吗，这就涉及到了动态与静态的概念

静态编译：在编译时确定类型，绑定对象,即通过。

动态编译：运行时确定类型，绑定对象。动态编译大限度发挥了java的灵活性，体现了多态的应用，有以降低类之间的藕合性。

一句话，反射机制的优点就是可以实现动态创建对象和编译，体现出很大的灵活性，特别是在J2EE的开发。

它的缺点是对性能有影响。

使用反射基本上是一种解释操作，我们可以告诉JVM，我们希望做什么并且它满足我们的要求。这类操作总是慢于只直接执行相同的操作。

Class类和Class类实例

Java程序中的各个Java类属于同一类事物,描述这类事物的Java类就是Class类。

对比提问：众多的人用一个什么类表示？众多的Java类用一个什么类表示？

人  Person

Java类  Class

对比提问： Person类代表人，它的实例对象就是张三，李四这样一个个具体的人，Class类代表Java类，它的各个实例对象又分别对应什么呢？

对应各个类在内存中的字节码，例如，Person类的字节码，ArrayList类的字节码，等等；

一个类被类加载器加载到内存中，占用一片存储空间，这个空间里面的内容就是类的字节码，不同的类的字节码是不同的，所以它们在内存中的内容是不同的；

用类来描述对象，类：描述数据的结构

用元数据来描述Class，MetaData(元数据):描述数据结构的结构;

反射就是得到元数据的行为;

备注：一个类在虚拟机中只有一份字节码；

获得Class对象

如何得到各个字节码对应的实例对象？

每个类被加载后，系统会为该类生成对应的Class对象，通过Class对象可以访问到JVM中的这个类，

3种方式：

1、调用某个类的class属性获取Class对象，如Date.class会返回Date类对应的Class对象(其实就是得到一个类的一份字节码文件)；

2、使用Class类的forName(String className)静态方法，className表示全限定名；如String的全限定名:java.lang.String;

3、调用某个对象的getClass()方法。该方法属于Object类；

Class<?> clz = new Date().getClass();

public class ClassDemo1 {

public static void main(String[] args) throws Exception {

//获得Class对象的方法（三种）

//一：调用属性

Class<String> c = String.class;

System.out.println(c);//打印结果：class java.lang.String String.class就表示JVM中一份表示String类的字节码

Class<String> c2 = String.class;

System.out.println(c == c2);//true都是String类的字节码一个类在虚拟机中只有一份字节码；

//二：使用forName()方法

//Class cla = Class.forName("String");//ERROR,

Class<String> cla = (Class<String>)Class.forName("java.lang.String");//必须用上全限定名，否则报错

System.out.println(c == cla);//true

//三：利用对象调用Object的getClass方法；

Class c3 = new String().getClass();

System.out.println(c == c3);//ture

}

我的总结：获取Class对象常用的是利用属性的方法！

九个预定义Class对象

基本的 Java 类型（boolean、byte、char、short、int、long、float 、double）和关键字void通过class属性也表示为 Class 对象；

Class类中boolean isPrimitive() :判定指定的 Class 对象是否表示一个基本类型。

包装类和Void类的静态TYPE字段；

Integer.TYPE == int.class ;

Integer.class == int.class;

数组类型的Class实例对象：

Class<String[]> clz = String[].class;

数组的Class对象如何比较是否相等? 数组的维数和数组的类型;

Class类中 boolean isArray() ：判定此 Class 对象是否表示一个数组类型。

public class PreClassDemo2 {

public static void main(String[] args) {

Class<?> in = int.class;

System.out.println(in);//int

Class<?> in2 = Integer.class;

//包装类都有一个常量TYPE，用来表示其基本数据类型的字节码

Class<?> in3 = Integer.TYPE;

System.out.println(in2);//class java.lang.Integer

System.out.println(in3);//int

System.out.println(in3 == in);//true 包装类都有一个常量TYPE，用来表示其基本数据类型的字节码，所以这里会相等！

System.out.println(in3 == in2);//false

Class<String[]> s = String [].class;

Class<int[]> i = int [].class;

//System.out.println(i ==s);//编译根本就通过不了，一个是int，一个是String

}

//这两个自定义的方法是可以的，一个int，一个Integer//包装类与基本数据类型的字节码是不一样的

public void show(int i){}

public void show(Integer i){}

}

利用Class获取类的属性信息

import java.lang.reflect.Modifier;

class A {

}

interface B{

}

interface C{

}

public class BaseDemo3 extends A implements B,C{

//内部类

public class C{}

public interface D{}

public static void main(String[] args) {

//类可以，接口也可以

Class<BaseDemo3> c = BaseDemo3.class;

System.out.println(c);//class junereflect624.BaseDemo3

//得到包名

System.out.println(c.getPackage());//package junereflect62;

//得到全限定名

System.out.println(c.getName());//junereflect624.BaseDemo3

//得到类的简称

System.out.println(c.getSimpleName());//BaseDemo3

//得到父类

/**

* Class<? super T> getSuperclass() 此处super表示下限

返回表示此 Class 所表示的实体（类、接口、基本类型或 void）的超类的 Class。

System.out.println(c.getSuperclass().getSimpleName());//A,先获取父类，再获取父类的简称

//得到接口

System.out.println(c.getInterfaces());//[Ljava.lang.Class;@1b60280

Class[] arr = c.getInterfaces();

for (Class cla : arr) {

System.out.println(cla);//interface junereflect624.B interface junereflect624.C

}

//获得public修饰的类

/**

* Class<?>[] getClasses()

返回一个包含某些 Class 对象的数组，这些对象表示属于此 Class 对象所表示的类的成员的所有公共类和接口。（如果内部类前面没有加上public的话那么得不到！）

Class[] cl = c.getClasses();

System.out.println(cl.length);//在内部类没有加上public修饰的时候长度为0，加上就是2(获取的是公共的)

for (Class class1 : cl) {

System.out.println(class1);

}

//获得修饰符

int i = c.getModifiers();

System.out.println(i);//常量值1表示public

System.out.println(Modifier.toString(i));//直接打印出public

}

Class中得到构造方法Constructor、方法Method、字段Field

常用方法：

Constructor类用于描述类中的构造方法：

Constructor<T> getConstructor(Class<?>... parameter*)

返回该Class对象表示类的指定的public构造方法;

Constructor<?>[] getConstructors()

返回该Class对象表示类的所有public构造方法;

Constructor<T> getDeclaredConstructor(Class<?>... parameter*)

返回该Class对象表示类的指定的构造方法,和访问权限无关;

Constructor<?>[] getDeclaredConstructors()

返回该Class对象表示类的所有构造方法,和访问权限无关;

Method类用于描述类中的方法：

Method getMethod(String name, Class<?> ... parameter*)

返回该Class对象表示类和其父类的指定的public方法;

Method[] getMethods()：

返回该Class对象表示类和其父类的所有public方法;

Method getDeclaredMethod(String name, Class<?>... parameter*)

返回该Class对象表示类的指定的方法。和访问权限无关，但不包括继承的方法;

Method[] getDeclaredMethods(): 获得类所有的方法，包括公共、保护、默认（包）访问和私有方法，但不包括继承的方法;

Eg：

import java.lang.reflect.Constructor;

class Emp{

private String name;

private int age;

private Emp() {

}

Emp(String name){

}

public Emp(String name,int age){

}

public class ConstructorDemo4 {

public static void main(String[] args) throws Exception {

//得到所有的构造器（先得到类）

Class<Emp> c = Emp.class;

/**

* Constructor<?>[] getConstructors()

返回一个包含某些 Constructor 对象的数组，这些对象反映此 Class 对象所表示的类的所有公共构造方法。

Constructor[] con = c.getConstructors();//前面的修饰符必须是public才可以在这个方法下获取到

for (Constructor cons : con) {

System.out.println("c.getConstructors()"+cons);//如果上面的某构造器public去掉，则显示不出

/**打印

public junereflect624.Emp(java.lang.String,int)

}

//得到指定的构造器,也是必须public

Constructor c1 = c.getConstructor(String.class,int.class);

System.out.println(c1);//public junereflect624.Emp(java.lang.String,int)

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

//现在想获得不受public影响的,getDeclaredConstructors(),暴力反射

con = c.getDeclaredConstructors();

for (Constructor cons : con) {

System.out.println("c.getDeclaredConstructors()=="+cons);//此时不受修饰符的影响

/**打印

* public junereflect624.Emp()

public junereflect624.Emp(java.lang.String)

public junereflect624.Emp(java.lang.String,int)

}

import java.lang.annotation.Annotation;

import java.lang.reflect.Field;

import java.lang.reflect.Method;

class AB{

protected String name;

protected String id;

}

@Deprecated

public class MethodDemo5 extends AB{

void show(){}

public void say(){}

private int age;

public char c;

private boolean b;

public static void main(String[] args) throws Exception {

Class<MethodDemo5> c = MethodDemo5.class;

//获取所有的（包含父类的方法）public修饰的方法

Method[] m = c.getMethods();

for (Method method : m) {

System.out.println(method);

}

//总结：4个方法，获取全部，获取特定；不受修饰符影响的全部，不受修饰符影响的特定；（前两个都还是受限制的）

//获取指定的方法

Method me = c.getMethod("main", String[].class);

System.out.println("main "+me);//main public static void junereflect624.MethodDemo5.main(java.lang.String[]) throws java.lang.Exception

//访问所有方法，不受访问权限影响

m = c.getDeclaredMethods();

for (Method method : m) {

System.out.println("不受影响的："+method);

}

me = c.getDeclaredMethod("show");

System.out.println(me);//void junereflect624.MethodDemo.show()

me = c.getMethod("toString");

System.out.println(me);//public java.lang.String java.lang.Object.toString()

/**

* Method[] getDeclaredMethods()

返回 Method 对象的一个数组，这些对象反映此 Class 对象表示的类或接口声明的所有方法，包括公共、保护、默认（包）访问和私有方法，但不包括继承的方法,只可以对当前类有效

/*me = c.getDeclaredMethod("toString");//ERROR,c.getDeclaredMethod()不能得到继承的方法

System.out.println(me);//public java.lang.String java.lang.Object.toString()

//得到字段

Field[] f = c.getFields();

for (Field field : f) {//只得到了public的

System.out.println("字段"+field);

}

//特定字段

Field fi = c.getField("c");//""里面是名称

System.out.println(fi);//public char junereflect624.MethodDemo.c

//得到不受限定名限定的全部字段

f = c.getDeclaredFields();

for (Field field : f) {//得到不受修饰符限定的字段，但是只对当前类有效

System.out.println("全部字段："+field);

/**

* 全部字段：private int junereflect624.MethodDemo.age

* 全部字段：public char junereflect624.MethodDemo.c

* 全部字段：private boolean junereflect624.MethodDemo.b

}

//注释 Annotation

Annotation[] a = c.getAnnotations();

System.out.println(a.length);

for (Annotation annotation : a) {

System.out.println(annotation);

}

//特定注解

Deprecated d = c.getAnnotation(Deprecated.class);

System.out.println(d);

}

获取当前对象的字段：

import java.lang.reflect.Field;

class Stu{

public String name;

public String sex;

public int age;

public Stu(String name, String sex, int age) {

super();

this.name = name;

this.sex = sex;

this.age = age;

}

public class ReflectDemo6 {

public static void main(String[] args) throws Exception {

Stu s = new Stu("刘昭", "男", 12);

Class<Stu> c = Stu.class;

Field f = c.getField("name");

System.out.println(f.get(s));////从哪个对象身上取！此时显示刘昭！

// 修改对象的值

/**

Field f = c.getField("name");

f.set(s,"章泽天");

System.out.println(f.get(s));//从哪个对象身上取！//此时显示章泽天

}

我的总结：对于方法，字段，构造方法之类用类获取记住四个：获取全部，获取特定，暴力获取全部，暴力获取特定！

利用反射创建对象

创建对象：

1、使用Class对象的newInstance()方法创建该Class对象的实例，此时该Class对象必须要有无参数的构造方法。

2、使用Class对象获取指定的Constructor对象，再调用Constructor的newInstance（）方法创建对象类的实例，此时可以选择使用某个构造方法。如果这个构造方法被私有化起来，那么必须先申请访问，将可以访问设置为true；

Eg：

简单的：

class User{

//将默认的构造方法私有化的话就不可以再创建对象，两种方法都是这样

/*private User(){}*/

public String toString() {

return "User对象创建成功！";

}

public class NewInstanceDemo6 {

public static void main(String[] args) throws Exception {

//传统方式创建对象

System.out.println(new User());

//使用反射的方式

Class<User> c = User.class;

User u = c.newInstance();（直接newInstance的话必须保证默认的构造方法正常存在，也就是没有被私有化！这是前提条件）

System.out.println(u);

}

复杂点的：更强大的第二种：

使用指定构造方法来创建对象:

获取该类的Class对象。

利用Class对象的getConstructor()方法来获取指定的构造方法。

调用Constructor的newInstance()方法创建对象。

AccessibleObject对象的setAccessible(boolean flag)方法,当flag为true的时候，就会忽略访问权限(可访问私有的成员)。

其子类有Field, Method, Constructor;

若要访问对象private的成员？

在调用之前使用setAccessible(true),

Xxx x = getDeclaredXxxx();//才能得到私有的类字段.

总结步骤：

获取该类的Class对象。

利用Class对象的getConstructor()方法来获取指定的构造方法。

申请访问（设置为可访问）

调用Constructor（构造方法）的newInstance()方法创建对象。

例子

import java.lang.reflect.Constructor;

class Per{

private String name;

private int age;

private Per(){

}

private Per(String name){

}

public String toString() {

return "对象！！！";

}

public class NewInstanceDemo7 {

public static void main(String[] args) throws Exception {

Class<Per> c = Per.class;

//System.out.println(c.newInstance());;//证明利用无参的可以

////先获得需要被调用的构造器(private 修饰的构造方法)

Constructor<Per> con = c.getDeclaredConstructor();//调用默认的，什么都不要写

System.out.println(con);//private junereflect624.Per()

/*con = c.getDeclaredConstructor(String.class);获取指定的构造方法

System.out.println(con);//private junereflect624.Per(java.lang.String)*/

//现在只需要执行这个构造器，

/**

* T 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。

//私有的成员是受保护的,不能直接访问

//若要访问私有的成员,得先申请一下

con.setAccessible(true);//允许访问

Per p = con.newInstance();//成功，通过私有的受保护的构造方法创建了对象

System.out.println("无参构造方法"+p);

con = c.getDeclaredConstructor(String.class);

System.out.println(con);//private junereflect624.Per(java.lang.String);

con.setAccessible(true);//允许访问

p = con.newInstance("liuzhao");//成功，通过私有的受保护的构造方法创建了对象

System.out.println("String构造方法"+p);

}

备注：对于此时的话，单例模式就不再安全了！反射可破之！！

使用反射调用方法

每个Method的对象对应一个具体的底层方法。获得Method对象后，程序可以使用Method里面的invoke方法来执行该底层方法。

Object invoke(Object obj,Object ... args):obj表示调用底层方法的对象，后面的args表示传递的实际参数。

如果底层方法是静态的，那么可以忽略指定的 obj 参数。该参数可以为 null,想想为什么?

如果底层方法所需的形参个数为 0，则所提供的 args 数组长度可以为 0 或 null。

不写,null,或 new Object[]{}

若底层方法返回的是数组类型,invoke方法返回的不是底层方法的值,而是底层方法的返回类型;

import java.lang.reflect.Method;

class Dept{

public String show(String name){//用反射的方法来调用正常的方法

return name+"，您好！";

}

private void privateshow(){//用反射来实现对私有化方法的调用

System.out.println("privateshow");

}

public static void staticshow(){

System.out.println("staticshow");

}

public class InvokeDemo9 {

public static void main(String[] args) throws Exception {

/* 传统方式：

String name = new Dept().show("刘昭");

System.out.println(name);*/

/**

* Method getMethod(String name, Class<?>... parameter*)

返回一个 Method 对象，它反映此 Class 对象所表示的类或接口的指定公共成员方法。

name - 方法名

parameter* - 参数列表

//想要通过反射来调用Dept中的方法

Class<Dept> c = Dept.class;

Method m = c.getMethod("show", String.class);

Object o = m.invoke(c.newInstance(), "刘昭");

System.out.println(o);

//私有化的方法

m = c.getDeclaredMethod("privateshow");//无参方法

m.setAccessible(true);

o = m.invoke(c.newInstance());

//静态方法的调用

m = c.getMethod("staticshow");

m.invoke(null);//staticshow为静态方法，不需创建对象，所以这里会是null

}

打印

刘昭，您好！

privateshow

staticshow

使用反射操作字段

Field提供两组方法操作字段：

xxx getXxx(Object obj):获取obj对象该Field的字段值，此处的xxx表示8个基本数据类型。若该字段的类型是引用数据类型则使用，Object get(Object obj);

void setXxx(Object obj,xxx val):将obj对象的该Field字段设置成val值，此处的xxx表示8个基本数据类型。若该字段的类型是引用数据类型则使用，void set(Object obj, Object value);

package junereflect624;

//获取字符，并且赋值，然后再取出来（对应的去查看api，比如这个是Field，别的比如Constructor，Method）

步骤：

获取类

获取字段

赋值(set(c.newInstance(),””));{如果为私有的话设置可接受}

import java.lang.reflect.Field;

class Cat{

private String name;

public int age;

private String color;

}

public class FieldDemo12 {

public static void main(String[] args) throws Exception {

Class<Cat> clz = Cat.class;

Field[] f = clz.getDeclaredFields();

for (Field field : f) {

System.out.println(field);

}

Field fi = clz.getDeclaredField("name");

System.out.println(fi);

System.out.println(fi.getName());//name

//核心开始

/**

* void set(Object obj, Object value)

将指定对象变量上此 Field 对象表示的字段设置为指定的新值。

Cat c = clz.newInstance();

fi.setAccessible(true);

fi.set(c, "刘昭");//赋值成功

Object o = fi.get(c);

System.out.println(o);//取出成功

fi = clz.getDeclaredField("age");

fi.setAccessible(true);

fi.set(c, 21);

int i = fi.getInt(c);//左边的接受类型已经写成了int，右边的返回类型就也必须是int

System.out.println(i);//获取成功

}

打印

private java.lang.String junereflect624.Cat.name

public int junereflect624.Cat.age

private java.lang.String junereflect624.Cat.color

private java.lang.String junereflect624.Cat.name

name

刘昭

反射和泛型-反射来获取泛型信息

通过指定对应的Class对象，程序可以获得该类里面所有的Field，不管该Field使用private 方法public。获得Field对象后都可以使用getType()来获取其类型。

Class<?> type = f.getType();//获得字段的类型

但此方法只对普通Field有效,若该Field有泛型修饰,则不能准确得到该Field的泛型参数,如Map<String,Integer>;

为了获得指定Field的泛型类型，我们采用：

Type gType = f.getGenericType();得到泛型类型

然后将Type对象强转为ParameterizedType,其表示增加泛型后的类型

Type getRawType()//返回被泛型限制的类型;

Type[] getActualTypeArguments()//返回泛型参数类型;

利用反射来获取泛型的类型（泛型信息）

步骤：

获取当前类

获取目标字段

获取包含泛型类型的类型 getGenericType()

强转至子类ParameterizedType 因为Type没有任何对应的方法

获得泛型真正的类型 getActualTypeArguments()

import java.lang.reflect.Field;

import java.lang.reflect.ParameterizedType;

import java.lang.reflect.Type;

import java.util.HashMap;

import java.util.Map;

public class GetGenericTypeDemo14 {

Map<String,Integer> map = new HashMap<String,Integer>();

public static void main(String[] args) throws Exception {

Class c = GetGenericTypeDemo14.class;

Field f = c.getDeclaredField("map");

System.out.println(f);

System.out.println(f.getName());//map

// Class<?> getType() 返回一个 Class 对象，它标识了此 Field 对象所表示字段的声明类型。

Class cl = f.getType();

System.out.println("获得其类型："+cl);

//获得其类型：interface java.util.Map

/**

* Type getGenericType() 返回一个 Type 对象，它表示此 Field 对象所表示字段的声明类型。

* Type是Class的接口;

Type t = f.getGenericType();//包含泛型的类型

System.out.println(t);

//java.util.Map<java.lang.String, java.lang.Integer>

/**

* Type这个类里面没有任何的方法，所以需要调用子类的方法，那么大的类型转到小的类型，需要强转！

ParameterizedType pt = (ParameterizedType)t;//强转到其子类

/**

* Type[] getActualTypeArguments()

返回表示此类型实际类型参数的 Type对象的数组。

Type getOwnerType()

返回 Type 对象，表示此类型是其成员之一的类型。

Type getRawType()

返回 Type 对象，表示声明此类型的类或接口。

t = pt.getRawType();//类型的类或接口

System.out.println(t);

Type[] ts = pt.getActualTypeArguments();

for (Type type : ts) {

System.out.println(type);

/**

* class java.lang.String

class java.lang.Integer

}

打印：

java.util.Map junereflect624.GetGenericTypeDemo14.map

map

获得其类型：interface java.util.Map

java.util.Map<java.lang.String, java.lang.Integer>

interface java.util.Map

class java.lang.String

class java.lang.Integer

我的总结：多查找api，参考api中方法使用的限制，比如是否静态、返回值类型等。

————————————————

原文链接：https://blog.csdn.net/hebtu666/article/details/102841554

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创建时间：2019-08-08 21:32:06

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