java反射详解

2023-08-21 17:08:16

文章目录

一、定义
二、反射基本信息
三、反射相关的类
四、反射的优缺点
五、重点总结

提示：以下是本篇文章正文内容，下面案例可供参考

一、定义

Java的反射（reflection）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，既然能拿到这些，我们就可以修改部分类型信息；这种动态获取信息以及动态调用对象方法的功能称为java语言的反射（reflection）机制。

二、反射基本信息

Java程序中许多对象在运行时会出现两种类型：运行时类型(RTTI)和编译时类型，例如Person p = new Student()；这句代码中p在编译时类型为Person，运行时类型为Student。程序需要在运行时发现对象和类的真实
信心。而通过使用反射程序就能判断出该对象和类属于哪些类。

三、反射相关的类

Class帮助文档代表类的实体，在运行的Java应用程序中表示类和接口 .

Java文件被编译后，生成了.class文件，JVM此时就要去解读.class文件 ,被编译后的Java文件.class也被JVM解析为一个对象，这个对象就是 java.lang.Class .这样当程序在运行时，每个java文件就最终变成了Class类对象的一个实例。我们通过Java的反射机制应用到这个实例，就可以去获得甚至去添加改变这个类的属性和动作，使得这个类成为一个动态的类

3.1class类

代码如下（示例）：

3.2反射示例

3.2.1 获得Class对象的三种方式

第一种，使用 Class.forName(“类的全路径名”); 静态方法。
前提：已明确类的全路径名。

第二种，使用 .class 方法。
说明：仅适合在编译前就已经明确要操作的 Class

第三种，使用类对象的 getClass() 方法
代码如下（示例）：

class Student{
    //私有属性name
    private String name = "bit";
    //公有属性age
    public int age = 18;
    //不带参数的构造方法
    public Student(){
        System.out.println("Student()");
    }
    private Student(String name,int age) {
        this.name = name;
        this.age = age;
        System.out.println("Student(String,name)");
    }
    private void eat(){
        System.out.println("吃东西");
    }
    public void sleep(){
        System.out.println("在睡觉");
    }
    private void function(String str) {
        System.out.println(str);
    }
    @Override
    public String toString() {
        return "Student{" +
                "name='" + name + '\'' +
                ", age=" + age +
                '}';
    }
}
public class TestDemo {
    //获取class对象的3种方式
    public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException {
        //要反射学生对象，需要先获取学生类的class对象

        //方法一：使用 Class.forName("类的全路径名"); 静态方法。
        Class<?> c1=Class.forName("reflectDemo1.Student");//我这里Student类是放在reflectDemo1的包下面
        //Class.forName方法会抛出一个一次，这里我们在main函数那里抛出一下
        //Class.forName方法返回值是Class<?>,我们这里用c1接收一下


        //方法二：使用 .class 方法
        Class<?> c2=Student.class;


        //方法三：使用类对象的 getClass() 方法  ps：第三种方法用的比较少
        Student student=new Student();
        Class<?> c3= student.getClass();

        //测试我们获得的c1，c2，c3是否相同
        System.out.println(c1==c2);
        System.out.println(c1==c3);
        System.out.println(c3==c2);//都打印true
        //说明不管你用什么方式来获得class对象，我们的class对象只有一个

    }
}

3.2.2 反射的使用

代码示例如下（示例）：

//通过Class类的newInstance方法获取学生的实例
    public static void reflectNewInstance() throws ClassNotFoundException {
        try {
            Class<?> c1=Class.forName("reflectDemo1.Student");
            //通过Class类的newInstance方法，获取学生实例
            Student student=(Student) c1.newInstance();
            System.out.println(student);//打印Student{name='bit', age=18}
        } catch (InstantiationException e) {
            e.printStackTrace();
        } catch (IllegalAccessException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }

    // 反射私有的构造方法 屏蔽内容为获得公有的构造方法
    public static void reflectPrivateConstructor() throws ClassNotFoundException {
        try{
            Class<?> c1=Class.forName("reflectDemo1.Student");
            Constructor<?> constructor= c1.getDeclaredConstructor(String.class,int.class);
            //这里Construct<>里用？，因为c1也没有指定是Student，写？就行了

            constructor.setAccessible(true);
            //因为是私有属性，这里默认是false，你需要手动设为true才有访问权限
            Student student=(Student) constructor.newInstance("小黑",18);
            System.out.println(student);//打印Student{name='小黑', age=18}
        }catch (ClassNotFoundException  e){
            e.printStackTrace();
        }catch (NoSuchMethodException e){
            e.printStackTrace();
        } catch (InvocationTargetException e) {
            e.printStackTrace();
        } catch (InstantiationException e) {
            e.printStackTrace();
        } catch (IllegalAccessException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }

    // 反射私有（或共有）属性
    public static void reflectPrivateField() {
        try{
            Class<?> c1=Class.forName("reflectDemo1.Student");

            Student student=(Student) c1.newInstance();

            Field field=c1.getDeclaredField("name");
            field.setAccessible(true);

            field.set(student,"小白");
            System.out.println(student);//打印Student{name='小白', age=18}
        }catch (ClassNotFoundException  e){
            e.printStackTrace();
        } catch (InstantiationException e) {
            e.printStackTrace();
        } catch (IllegalAccessException e) {
            e.printStackTrace();
        } catch (NoSuchFieldException e) {
            e.printStackTrace();
        }


    }

    // 反射私有方法
    public static void reflectPrivateMethod() {
        try{
            Class<?> c1= Class.forName("reflectDemo1.Student");

            Student student=(Student) c1.newInstance();

            Method method=c1.getDeclaredMethod("function", String.class);
            method.setAccessible(true);

            method.invoke(student,"我是一个私有构造方法参数");
        } catch (ClassNotFoundException e) {
            e.printStackTrace();
        } catch (InstantiationException e) {
            e.printStackTrace();
        } catch (IllegalAccessException e) {
            e.printStackTrace();
        } catch (NoSuchMethodException e) {
            e.printStackTrace();
        } catch (InvocationTargetException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }

四、反射的优缺点

优点：

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
增加程序的灵活性和扩展性，降低耦合性，提高自适应能力
反射已经运用在了很多流行框架如：Struts、Hibernate、Spring 等等。

缺点：

使用反射会有效率问题。会导致程序效率降低。具体参考这里：反射效率讲解
反射技术绕过了源代码的技术，因而会带来维护问题。反射代码比相应的直接代码更复杂。

五、重点总结

反射的意义
反射重要的几个类： Class类、Field类、 Method类、 Constructor类
学会合理利用反射，一定要在安全环境下使用。

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