JAVA的反射机制【通俗易懂(适合初学者)】

反射是框架设计的灵魂

（使用的前提条件：必须先得到代表的字节码的Class，Class类用于表示.class文件（字节码））

一、反射的概述

JAVA反射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。

要想解剖一个类,必须先要获取到该类的字节码文件对象。而解剖使用的就是Class类中的方法.所以先要获取到每一个字节码文件对应的Class类型的对象.

以上的总结就是什么是反射

反射就是把java类中的各种成分映射成一个个的Java对象

例如：一个类有：成员变量、方法、构造方法、包等等信息，利用反射技术可以对一个类进行解剖，把个个组成部分映射成一个个对象。

     （其实：一个类中这些成员方法、构造方法、在加入类中都有一个类来描述）

如图是类的正常加载过程：反射的原理在与class对象。

熟悉一下加载的时候：Class对象的由来是将class文件读入内存，并为之创建一个Class对象。

其中这个Class对象很特殊。我们先了解一下这个C lass类

二、怎么查看Class类在java中的api详解（1.7的API）

Class 类的实例表示正在运行的 Java 应用程序中的类和接口。也就是jvm中有N多的实例每个类都有该Class对象。（包括基本数据类型）

Class 没有公共构造方法。Class 对象是在加载类时由 Java 虚拟机以及通过调用类加载器中的defineClass 方法自动构造的。也就是这不需要我们自己去处理创建，JVM已经帮我们创建好了。

三、反射的使用（这里使用Student类做演示）

先写一个Student类。

1、获取Class对象的三种方式

1.1 Object ——> getClass();==>知道对象名
1.2 任何数据类型（包括基本数据类型）都有一个“静态”的class属性==>知道类名
1.3 通过Class类的静态方法：forName（String  className）(常用)==>知道类的完全限定名

其中1.1是因为Object类中的getClass方法、因为所有类都继承Object类。从而调用Object类来获取

package cn.yt.pojo;
//网虫套餐类
public class NetPackage {
	private String name;
	private int talkTime;
	private int flow;
	private double price;
	public String getName() {
		return name;
	}
	public void setName(String name) {
		this.name = name;
	}
	public int getTalkTime() {
		return talkTime;
	}
	public void setTalkTime(int talkTime) {
		this.talkTime = talkTime;
	}
	public int getFlow() {
		return flow;
	}
	public void setFlow(int flow) {
		this.flow = flow;
	}
	public double getPrice() {
		return price;
	}
	public void setPrice(double price) {
		this.price = price;
	}
	public NetPackage() {
		super();
	}
	public NetPackage(String name, int talkTime, int flow, double price) {
		super();
		this.name = name;
		this.talkTime = talkTime;
		this.flow = flow;
		this.price = price;
	}
	public NetPackage(String name) {
		super();
		this.name = name;
	}
	public NetPackage(String name, int talkTime, int flow) {
		super();
		this.name = name;
		this.talkTime = talkTime;
		this.flow = flow;
	}
	
} 

获取Class对象的三种方式的代码案例演示:

package cn.yt.pojo;
@Test
	/**=====一:=====
	 * 
	 * 使用反射,首先要
	 * 1.获取到Class类型对象
	 * 2.演示获取Class类型对象的几种方式
	 */
	public void test1() throws Exception{
		//1.获取网虫套餐类的Class类型对象方式之一:知道类名
		//任何数据类型(包括静态属性)都有一个"静态"的class属性
		Class cls1 = NetPackage.class;
		System.out.println(cls1);
		
		//2.获取网虫套餐类的Class类型对象方式之二:知道对象名
		NetPackage pkg = new NetPackage();//这一new 产生一个NetPackage对象，一个Class对
		Class cls2 = pkg.getClass();//获取Class对象
		System.out.println(cls2);
		
		//3.获取网虫套餐类的Class类型对象方式之三:知道类的完全限定名
		Class cls3 = Class.forName("cn.yt.pojo.NetPackage");
		System.out.println(cls3);
	}
}

注意：在运行期间，一个类，只有一个Class对象产生。

三种方式常用第三种，第一种对象都有了还要反射干什么。第二种需要导入类的包，依赖太强，不导包就抛编译错误。一般都第三种，一个字符串可以传入也可写在配置文件中等多种方法。

2、通过反射获取构造方法并使用：

@Test
	/**=====三:=====
	 * 网虫套餐类
	 * 运行时动态获取类的构造函数,并且调用指定的构造函数创建对象
	 */
	public void test3() throws Exception{
		//获取类型对象
		Class cls1 = NetPackage.class;
		//获取类定义的所有公共的构造方法
		Constructor[] cs = cls1.getConstructors();
		//遍历数组cs
		//输出构造函数的名称和参数类型
		for(Constructor c:cs){
			String name = c.getName();
			System.out.println("=====构造函数名称:"+name+"=====");
			Class[] parameterTypes = c.getParameterTypes();
			for (int i = 0; i < parameterTypes.length; i++) {
				System.out.println("\t"+(i+1)+"."+parameterTypes[i].getName());
			}
		}

student类

package cn.yt.pojo;
public class Student {
	
	//---------------构造方法-------------------
	//（默认的构造方法）
	Student(String str){
		System.out.println("(默认)的构造方法 s = " + str);
	}
	
	//无参构造方法
	public Student(){
		System.out.println("调用了公有、无参构造方法执行了。。。");
	}
	
	//有一个参数的构造方法
	public Student(char name){
		System.out.println("姓名：" + name);
	}
	
	//有多个参数的构造方法
	public Student(String name ,int age){
		System.out.println("姓名："+name+"年龄："+ age);//这的执行效率有问题，以后解决。
	}
	
	//受保护的构造方法
	protected Student(boolean n){
		System.out.println("受保护的构造方法 n = " + n);
	}
	
	//私有构造方法
	private Student(int age){
		System.out.println("私有的构造方法   年龄："+ age);
	}

}

共有6个构造方法；

测试类：

package cn.yt.pojo;

import java.lang.reflect.Constructor;


/*
 * 通过Class对象可以获取某个类中的：构造方法、成员变量、成员方法；并访问成员；
 * 
 * 1.获取构造方法：
 * 		1).批量的方法：
 * 			public Constructor[] getConstructors()：所有"公有的"构造方法
            public Constructor[] getDeclaredConstructors()：获取所有的构造方法(包括私有、受保护、默认、公有)
     
 * 		2).获取单个的方法，并调用：
 * 			public Constructor getConstructor(Class... parameterTypes):获取单个的"公有的"构造方法：
 * 			public Constructor getDeclaredConstructor(Class... parameterTypes):获取"某个构造方法"可以是私有的，或受保护、默认、公有；
 * 		
 * 			调用构造方法：
 * 			Constructor-->newInstance(Object... initargs)
 */
public class Constructors {

	public static void main(String[] args) throws Exception {
		//1.加载Class对象
		Class clazz = Class.forName("fanshe.Student");
		
		
		//2.获取所有公有构造方法
		System.out.println("**********************所有公有构造方法*********************************");
		Constructor[] conArray = clazz.getConstructors();
		for(Constructor c : conArray){
			System.out.println(c);
		}
		
		
		System.out.println("************所有的构造方法(包括：私有、受保护、默认、公有)***************");
		conArray = clazz.getDeclaredConstructors();
		for(Constructor c : conArray){
			System.out.println(c);
		}
		
		System.out.println("*****************获取公有、无参的构造方法*******************************");
		Constructor con = clazz.getConstructor(null);
		//1>、因为是无参的构造方法所以类型是一个null,不写也可以：这里需要的是一个参数的类型，切记是类型
		//2>、返回的是描述这个无参构造函数的类对象。
	
		System.out.println("con = " + con);
		//调用构造方法
		Object obj = con.newInstance();
	//	System.out.println("obj = " + obj);
	//	Student stu = (Student)obj;
		
		System.out.println("******************获取私有构造方法，并调用*******************************");
		con = clazz.getDeclaredConstructor(char.class);
		System.out.println(con);
		//调用构造方法
		con.setAccessible(true);//暴力访问(忽略掉访问修饰符)
		obj = con.newInstance('男');
	}
	
}

Console输出：

**********************所有公有构造方法*********************************
public fanshe.Student(java.lang.String,int)
public fanshe.Student(char)
public fanshe.Student()
************所有的构造方法(包括：私有、受保护、默认、公有)***************
private fanshe.Student(int)
protected fanshe.Student(boolean)
public fanshe.Student(java.lang.String,int)
public fanshe.Student(char)
public fanshe.Student()
fanshe.Student(java.lang.String)
*****************获取公有、无参的构造方法*******************************
con = public fanshe.Student()
调用了公有、无参构造方法执行了。。。
******************获取私有构造方法，并调用*******************************
public fanshe.Student(char)
姓名：男

调用方法：

1.获取构造方法：

  1).批量的方法：
public Constructor[] getConstructors()：所有"公有的"构造方法
            public Constructor[] getDeclaredConstructors()：获取所有的构造方法(包括私有、受保护、默认、公有)
     
  2).获取单个的方法，并调用：
public Constructor getConstructor(Class... parameterTypes):获取单个的"公有的"构造方法：
public Constructor getDeclaredConstructor(Class... parameterTypes):获取"某个构造方法"可以是私有的，或受保护、默认、公有；

  调用构造方法：

Constructor-->newInstance(Object... initargs)

@Test
	/**=====二:=====
	 * 
	 * 运行时动态创建对象
	 */
	public void test2() throws Exception{
		//获取类型对象
		Class cls1 = NetPackage.class;
		//使用类型对象的新实例方法创建对象--调用默认构造函数实例化
		Object obj = cls1.newInstance();
		//==>cls1.getConstructor().newInstance();
		//相当于==>NetPackage pkg = new NetPackage();
		 /**
		  * T	newInstance()
		  * 创建此 Class 对象所表示的类的一个新实例。 
		  */
	}

newInstance是 Constructor类的方法（管理构造函数的类）

api的解释为：

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。

它的返回值是T类型，所以newInstance是创建了一个构造方法的声明类的新实例对象。并为之调用

3、获取成员变量并调用

student类：

package fanshe.field;

public class Student {
	public Student(){
		
	}
	//**********字段*************//
	public String name;
	protected int age;
	char sex;
	private String phoneNum;
	
	@Override
	public String toString() {
		return "Student [name=" + name + ", age=" + age + ", sex=" + sex
				+ ", phoneNum=" + phoneNum + "]";
	}
	
	
}

测试类：

package fanshe.field;
import java.lang.reflect.Field;
/*
 * 获取成员变量并调用：
 * 
 * 1.批量的
 * 		1).Field[] getFields():获取所有的"公有字段"
 * 		2).Field[] getDeclaredFields():获取所有字段，包括：私有、受保护、默认、公有；
 * 2.获取单个的：
 * 		1).public Field getField(String fieldName):获取某个"公有的"字段；
 * 		2).public Field getDeclaredField(String fieldName):获取某个字段(可以是私有的)
 * 
 * 	 设置字段的值：
 * 		Field --> public void set(Object obj,Object value):
 * 					参数说明：
 * 					1.obj:要设置的字段所在的对象；
 * 					2.value:要为字段设置的值；
 * 
 */
public class Fields {

		public static void main(String[] args) throws Exception {
			//1.获取Class对象
			Class stuClass = Class.forName("fanshe.field.Student");
			//2.获取字段
			System.out.println("************获取所有公有的字段********************");
			Field[] fieldArray = stuClass.getFields();
			for(Field f : fieldArray){
				System.out.println(f);
			}
			System.out.println("************获取所有的字段(包括私有、受保护、默认的)********************");
			fieldArray = stuClass.getDeclaredFields();
			for(Field f : fieldArray){
				System.out.println(f);
			}
			System.out.println("*************获取公有字段**并调用***********************************");
			Field f = stuClass.getField("name");
			System.out.println(f);
			//获取一个对象
			Object obj = stuClass.getConstructor().newInstance();//产生Student对象--》Student stu = new Student();
			//为字段设置值
			f.set(obj, "刘德华");//为Student对象中的name属性赋值--》stu.name = "刘德华"
			//验证
			Student stu = (Student)obj;
			System.out.println("验证姓名：" + stu.name);
			
			
			System.out.println("**************获取私有字段****并调用********************************");
			f = stuClass.getDeclaredField("phoneNum");
			System.out.println(f);
			f.setAccessible(true);//暴力反射，解除私有限定
			f.set(obj, "18888889999");
			System.out.println("验证电话：" + stu);
			
		}
	}

Console输出：

************获取所有公有的字段********************
public java.lang.String fanshe.field.Student.name
************获取所有的字段(包括私有、受保护、默认的)********************
public java.lang.String fanshe.field.Student.name
protected int fanshe.field.Student.age
char fanshe.field.Student.sex
private java.lang.String fanshe.field.Student.phoneNum
*************获取公有字段**并调用***********************************
public java.lang.String fanshe.field.Student.name
验证姓名：刘德华
**************获取私有字段****并调用********************************
private java.lang.String fanshe.field.Student.phoneNum
验证电话：Student [name=刘德华, age=0, sex=

由此可见

调用字段时：需要传递两个参数：

Object obj = stuClass.getConstructor().newInstance();//产生Student对象--》Student stu = new Student();

//为字段设置值
f.set(obj, "刘德华");//为Student对象中的name属性赋值--》stu.name = "刘德华"

第一个参数：要传入设置的对象，第二个参数：要传入实参

4、获取成员方法并调用

	@Test
	/**====四:=====
	 * 网虫套餐类
	 * 运行时动态获取类的公共方法
	 */
	public void test4(){
		//获取类型对象
		Class cls1 = NetPackage.class;
		//获取类定义的所有公共方法
		Method[] methods = cls1.getDeclaredMethods();
		//遍历方法数组
		for (Method m:methods) {
			System.out.println("------------------");
			System.out.println("方法名"+m.getName());
			System.out.println("返回类型"+m.getReturnType());
			Class[] pTypes = m.getParameterTypes();
			System.out.println("参数类型");
			for(Class p:pTypes){
				System.out.println("\t"+p.getName());
			}
			System.out.println("----------------------------");
		}
	}

student类：

package fanshe.method;

public class Student {
	//**************成员方法***************//
	public void show1(String s){
		System.out.println("调用了：公有的，String参数的show1(): s = " + s);
	}
	protected void show2(){
		System.out.println("调用了：受保护的，无参的show2()");
	}
	void show3(){
		System.out.println("调用了：默认的，无参的show3()");
	}
	private String show4(int age){
		System.out.println("调用了，私有的，并且有返回值的，int参数的show4(): age = " + age);
		return "abcd";
	}
}

测试类：

package fanshe.method;

import java.lang.reflect.Method;

/*
 * 获取成员方法并调用：
 * 
 * 1.批量的：
 * 		public Method[] getMethods():获取所有"公有方法"；（包含了父类的方法也包含Object类）
 * 		public Method[] getDeclaredMethods():获取所有的成员方法，包括私有的(不包括继承的)
 * 2.获取单个的：
 * 		public Method getMethod(String name,Class... parameterTypes):
 * 					参数：
 * 						name : 方法名；
 * 						Class ... : 形参的Class类型对象
 * 		public Method getDeclaredMethod(String name,Class... parameterTypes)
 * 
 * 	 调用方法：
 * 		Method --> public Object invoke(Object obj,Object... args):
 * 					参数说明：
 * 					obj : 要调用方法的对象；
 * 					args:调用方式时所传递的实参；

):
 */
public class MethodClass {

	public static void main(String[] args) throws Exception {
		//1.获取Class对象
		Class stuClass = Class.forName("fanshe.method.Student");
		//2.获取所有公有方法
		System.out.println("***************获取所有的”公有“方法*******************");
		stuClass.getMethods();
		Method[] methodArray = stuClass.getMethods();
		for(Method m : methodArray){
			System.out.println(m);
		}
		System.out.println("***************获取所有的方法，包括私有的*******************");
		methodArray = stuClass.getDeclaredMethods();
		for(Method m : methodArray){
			System.out.println(m);
		}
		System.out.println("***************获取公有的show1()方法*******************");
		Method m = stuClass.getMethod("show1", String.class);
		System.out.println(m);
		//实例化一个Student对象
		Object obj = stuClass.getConstructor().newInstance();
		m.invoke(obj, "刘德华");
		
		System.out.println("***************获取私有的show4()方法******************");
		m = stuClass.getDeclaredMethod("show4", int.class);
		System.out.println(m);
		m.setAccessible(true);//解除私有限定
		Object result = m.invoke(obj, 20);//需要两个参数，一个是要调用的对象（获取有反射），一个是实参
		System.out.println("返回值：" + result);
		
		
	}
}

Console输出：

***************获取所有的”公有“方法*******************
public void fanshe.method.Student.show1(java.lang.String)
public final void java.lang.Object.wait(long,int) throws java.lang.InterruptedException
public final native void java.lang.Object.wait(long) throws java.lang.InterruptedException
public final void java.lang.Object.wait() throws java.lang.InterruptedException
public boolean java.lang.Object.equals(java.lang.Object)
public java.lang.String java.lang.Object.toString()
public native int java.lang.Object.hashCode()
public final native java.lang.Class java.lang.Object.getClass()
public final native void java.lang.Object.notify()
public final native void java.lang.Object.notifyAll()
***************获取所有的方法，包括私有的*******************
public void fanshe.method.Student.show1(java.lang.String)
private java.lang.String fanshe.method.Student.show4(int)
protected void fanshe.method.Student.show2()
void fanshe.method.Student.show3()
***************获取公有的show1()方法*******************
public void fanshe.method.Student.show1(java.lang.String)
调用了：公有的，String参数的show1(): s = 刘德华
***************获取私有的show4()方法******************
private java.lang.String fanshe.method.Student.show4(int)
调用了，私有的，并且有返回值的，int参数的show4(): age = 20
返回值：abcd

由此可见：

m = stuClass.getDeclaredMethod("show4", int.class);//调用制定方法（所有包括私有的），需要传入两个参数，第一个是调用的方法名称，第二个是方法的形参类型，切记是类型。
System.out.println(m);
m.setAccessible(true);//解除私有限定
Object result = m.invoke(obj, 20);//需要两个参数，一个是要调用的对象（获取有反射），一个是实参
System.out.println("返回值：" + result);//