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方法和属性;这种动态获取信息以及动态调用对象方法的功能称为java语言的反射机制。
一:Class类
在面向对象的世界里,万物皆对象。类也是对象,类是java.lang.Class类的实例对象。
Class类的实例表示正在运行的 Java 应用程序中的类和接口。枚举是一种类,注释是一种接口。每个数组属于被映射为 Class 对象的一个类,所有具有相同元素类型和维数的数组都共享该 Class 对象。
基本的 Java 类型( boolean 、 byte 、 char 、 short 、 int 、 long 、 float 和 double )和关键字 void 也表示为 Class 对象。
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。
上面来自于JDK的罗里吧嗦,下面我来说下自己的体会:
类不是抽象的,类是具体的!
类是.class字节码文件,要想获取一个Class实例对象,首先需要获取.class字节码文件!
然后调用Class对象的一些方法,进行动态获取信息以及动态调用对象方法!
二:类类型
新建一个Foo类。Foo这个类也是实例对象,是Class的实例对象。
不知道你是否在意过类的声明与方法的声明:
publicclassFoo{ Foo(){//构造方法}}publicFoomethod(){//...}
我们知道public后跟返回类型,也就可以知道class也是一个类型。
如何表示Class的实例对象?
publicstaticvoidmain(String[] args) {//Foo的实例对象,new 就出来了Foo foo1 =newFoo();//如何表示?//第一种:告诉我们任何一个类都有一个隐含的静态成员变量classClassc1 = Foo.class;//第二种:已经知道该类的对象通过getClass方法Classc2 = foo1.getClass(); System.out.println(c1 == c2);//第三种:动态加载Classc3 =null;try{ c3 =Class.forName("cn.zyzpp.reflect.Foo"); }catch(ClassNotFoundException e) { e.printStackTrace(); } System.out.println(c2 == c3); }
上述打印结果全是 true
尽管 c1或c2 都代表了Foo的类类型,一个类只能是Class类的一个实例变量。
我们完全可以通过类的类类型(Class类型)创建类的实例对象。
//此时c1 c2 c3为Class的实例对象try{// Foo foo = (Foo)c1.newInstance(); Foo foo = (Foo)c3.newInstance(); foo.print(); }catch(InstantiationException e) { e.printStackTrace(); }catch(IllegalAccessException e) { e.printStackTrace(); }
静态加载
new 创建对象是静态加载类,在编译时刻就需要加载所有的可能使用到的类 。
动态加载
使用 Class.forName("类的全称") 加载类称作为动态加载 。
编译时刻加载类是静态加载类,运行时刻加载类是动态加载类。
举个例子
定义Office类
publicclassOffice{publicvoidprint(){ System.out.println("office"); }}
定义Loading类
publicclassLoading {publicstaticvoidmain(String[] args) {try{//在运行时再动态加载类//arg[0] 为java执行命令时传的参数Class a =Class.forName(args[0]); Office office = (Office) a.newInstance(); office.print(); }catch(ClassNotFoundException e) { e.printStackTrace(); }catch(IllegalAccessException e) { e.printStackTrace(); }catch(InstantiationException e) { e.printStackTrace(); } }}
执行过程
D:\>javac -encoding utf-8Loading.java Office.javaD:\>java Loading Officeoffice
通过 Class a=Class.forName(arg[0]) 动态加载获取类,因编译时不知道使用哪个类,因此编译没有加载任何类,直接通过编译,运行时,根据 java Loading Office (office是一个类类型/类,下标arg[0]),去确定a是哪个类。这就是动态加载。如果Office类不存在,此时运行会报错。这就是为何有时候会出现编译通过,运行报错的原因。
这里需要有一个具体的概念,类就是.class字节码文件的实例对象!
动态加载一个好处,就是可以随时增加需要编译的类。例如把Office改造为抽象类或接口,定义不同的子类,动态选择加载。
三:类的反射
通过上面的三种方法获取到类的类类型,就可以获取到该类的成员方法,成员变量,方法参数注释等信息。
方法对象是Method类,一个成员方法就是一个Method对象。
方法解释
getMethods()返回该类继承以及自身声明的所有public的方法数组
getDeclaredMethods()返回该类自身声明的所有public的方法数组,不包括继承而来
成员变量也是对象,是java.lang.reflect.Field对象,Field类封装了关于成员变量的操作。
方法解释
getFields()获取所有的public的成员变量信息,包括继承的。
getDeclaredFields()获取该类自己声明的成员变量信息,public,private等
获取Java语言修饰符(public、private、final、static)的int返回值,再调用 Modifier.toString() 获取修饰符的字符串形式,注意该方法会返回所有修饰符。
方法解释
getModifiers()以整数形式返回由此对象表示的字段的 Java 语言修饰符。
获取注释
方法解释
getAnnotations()返回此元素上存在的所有注释。
getDeclaredAnnotations()返回直接存在于此元素上的所有注释。
构造函数也是对象,是java.lang.reflect.Constructor的对象。
方法解释
getConstructors()返回所有public构造方法
getDeclaredConstructors()返回类的所有构造方法,不止public
完整示例
privatevoid printClassMessage(Object obj){//要获取类的信息,首先获取类的类类型Class clazz = obj.getClass();//获取类的名称System.out.println(Modifier.toString(clazz.getModifiers())+" "+ clazz.getClass().getName()+" "+clazz.getName()+"{"); System.out.println("----构造方法----");//构造方法Constructor[] constructors = clazz.getDeclaredConstructors();for(Constructorconstructor: constructors){//构造方法修饰符与名字System.out.print(Modifier.toString(constructor.getModifiers())+" "+constructor.getName()+"(");//构造函数的所有参数类型Class[] parameterTypes =constructor.getParameterTypes();for(Class c: parameterTypes){ System.out.print(c.getName()+", "); } System.out.println("){}"); } System.out.println("----成员变量----");//成员变量Field[] fields = clazz.getDeclaredFields();for(Field field: fields){ System.out.println(" "+Modifier.toString(field.getModifiers())+" "+field.getType().getName() +" "+ field.getName()+";"); } System.out.println("----成员方法----");//Method类,方法对象,一个成员方法就是一个Method对象Method[] methods = clazz.getDeclaredMethods();for(Method method : methods){//获取方法返回类型Class returnType = method.getReturnType();//获取方法上的所有注释Annotation[] annotations = method.getAnnotations();for(Annotationannotation: annotations){//打印注释类型System.out.println(" @"+annotation.annotationType().getName()+" "); }//打印方法声明System.out.print(" "+Modifier.toString(returnType.getModifiers())+" "+returnType.getName()+" "+method.getName()+"(");//获取方法的所有参数类型Class[] parameterTypes = method.getParameterTypes();//获取方法的所有参数Parameter[] parameters = method.getParameters();for(Parameter parameter: parameters){//参数的类型,形参(全是arg123..)System.out.print(parameter.getType().getName()+" "+parameter.getName()+", "); } System.out.println(")"); } System.out.println("}"); }
以String对象为例,打印结果:
publicfinaljava.lang.Class java.lang.String{----构造方法----publicjava.lang.String([B,int,int, ){} java.lang.String([C,boolean, ){}----成员变量----privatefinal[C value;privateinthash;----成员方法[email protected](intarg0,intarg1, [B arg2,intarg3, )......}
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四:方法的反射
定义了一个类Foo用于测试
publicclassFoo{ publicvoidprint(Stringname,intnum) { System.out.println("I am "+name+" age "+num); }}
目标:通过反射获取该方法,传入参数,执行该方法!
1.获取类的方法就是获取类的信息,获取类的信息首先要获取类的类类型
Classclazz = Foo.class;
2.通过名称+参数类型获取方法对象
Method method = clazz.getMethod("print",newClass[]{String.class,int.class});
3.方法的反射操作是通过方法对象来调用该方法,达到和new Foo().print()一样的效果
方法若无返回值则返回null
Objecto = method.invoke(newFoo(),newObject[]{"name",20});
五:通过反射认识泛型
publicstaticvoidmain(String[] args) { ArrayList stringArrayList =newArrayList<>(); stringArrayList.add("hello"); ArrayList arrayList =newArrayList();Classc1 = stringArrayList.getClass();Classc2 = arrayList.getClass(); System.out.println(c1 == c2); }
打印结果为 true
c1==c2的结果返回说明编译之后集合的泛型是去泛型化的。换句话说,泛型不同,对类型没有影响。
Java中集合的泛型其实只是为了防止错误输入,只在编译阶段有效,绕过编译就无效。
验证
我们可以通过反射来操作,绕过编译。
publicstaticvoidmain(String[] args) { ArrayList stringArrayList =newArrayList<>(); stringArrayList.add("hello"); ArrayList arrayList =newArrayList();Classc1 = stringArrayList.getClass();Classc2 = arrayList.getClass(); System.out.println(c1 == c2);try{ Method method = c1.getMethod("add",Object.class); method.invoke(stringArrayList,20); System.out.println(stringArrayList.toString()); }catch(NoSuchMethodException e) { e.printStackTrace(); }catch(IllegalAccessException e) { e.printStackTrace(); }catch(InvocationTargetException e) { e.printStackTrace(); } }
打印结果:
true[hello,20]