Java反射机制详解

写在前面的话：
很多人会说我直接new一个对象不就完了么，干嘛还用反射来获取对象。因为new属于静态编译，而反射属于动态编译，反射只有到运行时他才会去获得该对象的实例。从这点上可以看出反射的强大之处，我们接下来就来详细介绍Java反射机制。

首先我们先来看几种获取class对象的方法。（铺垫）####

所有的引用数据类型（类-类型）的类名、基本数据类型都可以通过.class方式获取其Class对象（对于基本数据类型的封装类还可以通过.TYPE 的方式获取其Class对象，但要注意，TYPE实际上获取的是封装类对应的基本类型的Class对象的引用，那么你可以判断出int.class==Integer.TYPE 返回true，int.class==Integer.class返回false）。通过这种方式不会初始化静态域。使用.class.TYPE的方式获取Class对象叫做类的字面常量。这样做不仅更简单，而且更安全，因为它在编译时就会受到检查（因此不需要置于try语句块中），并且它根除了对forName方法的引用，所以也更高效。
Class的forName(String name)传入一个类的完整类路径也可以获得Class对象，但由于使用的是字符串，必须强制转换才可以获取泛型的Class的Class对象，并且你必须获取这个方法可能抛出的ClassNotFoundException异常。这种方法可以初始化静态域。
还可通过类的对象实例下的getClass()方法来获取Class对象，即实例名.getClass()。

再来看看反射机制的定义。####

百科上给出的定义是：Java反射机制是指在运行状态中，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。用一句话总结就是反射可以实现在运行时可以知道任意一个类的属性和方法。

使用反射机制有什么好处呢，哪些场合会用到呢？####

上面反射机制的定义还是很言简意赅的。因为反射可以在运行时加载、探知、使用完全未知的类，你只要给我一个路径就可以了，我通过这个路径拿到我需要的东西，我的操作与你无关了，灵活性更高了，类之间的耦合性也就降低了。

同时我们可以获取到类的私有信息，破坏了类的封装，使类变得不安全。使用反射还会降低程序性能。所以说使用反射优点突出，缺点同样突出。

反射应用到的场合：

在运行时判断任意一个对象所属的类。

Class aClass = Class.forName("com.Dan.Consumer");
System.out.print("?"+aClass.isInstance(new Consumer()));
// public boolean isInstance(Object obj)
// 当该 Class 对象表示一个已声明的类时，若指定的 Object 参数是所表示类（或其任一子类）的一个实例，则此方法返回 true；否则返回 false。

在运行时构造任意一个类的对象。

Class aClass1 = Class.forName("com.Dan.Consumer");
Object object = aClass1.newInstance();
// throws InstantiationException, IllegalAccessException

在运行时判断任意一个类所具有的成员变量和方法。

Class aClass2 = Class.forName("com.Dan.Consumer");
Method[] methods = aClass2.getDeclaredMethods();
Field[] fields = aClass2.getDeclaredFields();

在运行时调用任意一个对象的方法。

Class aClass3 = Class.forName("com.Dan.Consumer");
Method[] methods[]= aClass3.getDeclaredMethods();
Object object = aClass3.newInstance();
Object returnObject = methods.invoke(object,null);

简单的说就是程序运行时，如果需要外部传进来一个对象，然后在程序中运用这个对象，我们就可以通过配置文件中类的路径，得到这个对象的所有信息，从而加以应用。

Java的很多框架的底层都是用反射来实现的，比如Struts2，JDBC，SQLite...

那反射具体是怎么实现的呢？####

首先我们要知道Java里实现反射的那个类是java.lang.reflect。我们查看API在类摘要里主要有以下四个类：
① java.lang.reflect.AccessibleObject
② java.lang.reflect.Constructor
③ java.lang.reflect.Field
④ java.lang.reflect.Method
其中AccessibleObject 是另外三个类的基类。我们接下来涉及的主要就是这几个类。

在本文一开始就介绍了三种获取class对象的方法，那么反射用到的是第2个方法。

获取类的对象

Class clazz  = Class.forName("com.Dan.Consumer");
Object object = clazz.newInstance();

获取类的方法

public 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。

public Method getDeclaredMethod(String name,
                                Class... parameterTypes)

返回一个 Method 对象，该对象反映此 Class 对象所表示的类或接口的指定已声明方法。

public Method[] getMethods()

返回一个包含某些 Method 对象的数组，这些对象反映此 Class 对象所表示的类或接口（包括那些由该类或接口声明的以及从超类和超接口继承的那些的类或接口）的公共成员方法。

public Method getMethod(String name,
                        Class... parameterTypes)

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。
调用方法（这里就不全贴了，可以参考下面总示例代码）：

Method method = clazz.getMethod("info", String.class, long.class);//获取方法
method.invoke(object, "隔壁老王",2017032009);//通过invoke调用该方法

invoke：如果底层方法是静态的，或底层方法所需的形参数为 0，那么可以忽略指定的 obj 参数，该参数可以为 null。

获取成员变量信息

public Field[] getDeclaredFields()

返回 Field 对象的一个数组，这些对象反映此 Class 对象所表示的类或接口所声明的所有字段。包括公共、保护、默认（包）访问和私有字段，但不包括继承的字段。

public Field getDeclaredField(String name)

返回一个 Field 对象，该对象反映此 Class 对象所表示的类或接口的指定已声明字段。

public Field[] getFields()

返回一个包含某些 Field 对象的数组，这些对象反映此 Class 对象所表示的类或接口的所有可访问公共字段。如果该 Class 对象表示一个类，则此方法返回该类及其所有超类的公共字段。如果该 Class 对象表示一个接口，则此方法返回该接口及其所有超接口的公共字段。

public Field getField(String name)

返回一个 Field 对象，它反映此 Class 对象所表示的类或接口的指定公共成员字段。
获得成员变量：

Field aField = clazz.getDeclaredField("name"); //因为name变量是private的，所以不能用getField方法
aField.setAccessible(true);//值为 true 则指示反射的对象在使用时应该取消 Java 语言访问检查。值为 false 则指示反射的对象应该实施 Java 语言访问检查。
aField.set(object,"二大爷");
Object obj = aField.get(object);
System.out.println(obj);

获取构造器

public Constructor[] getDeclaredConstructors()
public Constructor getDeclaredConstructor(Class... parameterTypes)
public Constructor[] getConstructors()
public Constructor getConstructor(Class... parameterTypes)

构造器和上面的方法、属性都是大同小异的。需要注意的是，当返回一个数组的时候，返回类型是Constructor[]而不是Constructor[]，因为从此方法返回之后，该数组可能被修改以保存不同类的 Constructor 对象。

代码示例####

一个关于顾客的类Consumer：

public class Consumer {
    private long id;//私有的
    public String name;//共有的
    /*没参数构造体*/
    public Consumer() {
    }
    /*有参数构造体*/
    public Consumer(long id, String name) {
        this.id = id;
        this.name = name;
    }
    /*getter setter*/
    public long getId() {
        return id;
    }

    public void setId(long id) {
        this.id = id;
    }

    public String getName() {
        return name;
    }

    public void setName(String name) {
        this.name = name;
    }
    /*私有的无参buy方法*/
    private static void buy() {
        System.out.println("私有的无参buy方法");
    }
    /*共有的有参有返回值consume方法*/
    public String consume(String giftName) {
        System.out.println("买了一件礼物： " + giftName);
        return giftName;
    }
}

TestReflect类通过反射得到Consumer类的信息

public class TestReflect {
    public static void getProperty() throws IllegalAccessException, InstantiationException, NoSuchMethodException, InvocationTargetException, NoSuchFieldException {
        try {
            /* 获取对象类型 */
         Class clazz  = Class.forName("com.Dan.Consumer");
         Object object = clazz.newInstance();
            /* 获取到所有属性 */
            Field[] field = clazz.getDeclaredFields();
            for (Field f:field) {
                //String fieldName = f.getName();// 取到属性名字
                //System.out.println(fieldName);
                System.out.println(f);
            }
            /* 获取到所有的方法，包括私有的，但不包括父类的 */
            Method[] methods = clazz.getDeclaredMethods();
            for (Method m:methods){
                //String methodName = m.getName();
                //System.out.println(methodName);
                System.out.println(m);
            }
            /* 所有的构造体 */
            Constructor[] constructors = clazz.getDeclaredConstructors();
            for (Constructor c:constructors){
                System.out.println(c);
            }
            // 调用方法
            Method method = clazz.getMethod("info", String.class, long.class);//获取方法
            method.invoke(object, "隔壁老王",2017032009);
            //得到属性
            Field aField = clazz.getDeclaredField("name"); //因为name变量是private的，所以不能用getField方法
            aField.setAccessible(true);
            aField.set(object,"二大爷");
            Object obj = aField.get(object);
            System.out.println(obj);
            // 得到构造器
            Constructor constructor = clazz.getDeclaredConstructor(long.class, String.class);
            constructor.newInstance(2016040221, "王小二");
            
        } catch (ClassNotFoundException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }

    public static void main(String[] args) throws InvocationTargetException, NoSuchMethodException,
            InstantiationException, IllegalAccessException, NoSuchFieldException {
        getProperty();
    }
}

// private long com.Dan.Consumer.id
// public java.lang.String com.Dan.Consumer.name
// public java.lang.String com.Dan.Consumer.getName()
// public void com.Dan.Consumer.setName(java.lang.String)
// public long com.Dan.Consumer.getId()
// private static void com.Dan.Consumer.buy()
// public void com.Dan.Consumer.setId(long)
// public void com.Dan.Consumer.info(java.lang.String,long)
// public com.Dan.Consumer()
// public com.Dan.Consumer(long,java.lang.String)
// 我是:隔壁老王，会员编号： 2017032009。
// 二大爷

写完喽！ㄟ(▔,▔)ㄏㄟ(▔,▔)ㄏㄟ(▔,▔)ㄏ

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