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吊打名企面试官 | 如何理解java的反射机制?
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,那么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。
面试问题1:什么是反射?
面试问题2:反射相关的几个类型分别是什么?
面试问题3:反射的优缺点是什么?
面试问题4:你知道的哪些框架当中用到了反射机制?
1、在日常的第三方应用开发过程中,经常会遇到某个类的某个成员变量、方法或是属性是私有的或是只对系统应 用开放,这时候就可以利用Java的反射机制通过反射来获取所需的私有成员或是方法 。
2、反射最重要的用途就是开发各种通用框架,比如在spring中,我们将所有的类Bean交给spring容器管理,无论 是XML配置Bean还是注解配置,当我们从容器中获取Bean来依赖注入时,容器会读取配置,而配置中给的就是类 的信息,spring根据这些信息,需要创建那些Bean,spring就动态的创建这些类。
类名 | 用途 |
---|---|
Class类 | 代表类的实体,在运行的Java应用程序中表示类和接口 |
Field类 | 代表类的成员变量/类的属性 |
Method类 | 代表类的方法 |
Constructor类 | 代表类的构造方法 |
这几个类是反射相关的重要的几个类,童鞋们,要记住哟!
Class类(反射的入口 )
Class帮助文档:
https://developer.android.google.cn/reference/java/lang/Class
(复制链接到浏览器查看哟)
Class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(老铁们要注意,这个Class对象存放在方法区,不在堆里面的)。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 。
(重要)常用获得类相关的方法:
方法 | 用途 |
---|---|
getClassLoader() | 获得类的加载器 |
getDeclaredClasses() | 返回一个数组,数组中包含该类中所有类和接口类的对象(包括私有的) |
forName(String className) | 根据类名返回类的对象 |
newInstance() | 创建类的实例 |
getName() | 获得类的完整路径名字 |
如何拿到Class对象?
共有3种方式可以获得Class对象:
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:使用类名.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
下面我们来一次介绍,直接上代码:
/**
* Created with IntelliJ IDEA.
* Description:
* User: GAOBO
* Date: 2020-02-20
* Time: 15:24
*/
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("i am eat");
}
public void sleep(){
System.out.println("i am pig");
}
private void function(String str) {
System.out.println(str);
}
@Override
public String toString() {
return "Student{" +
"name='" + name + '\'' +
", age=" + age +
'}';
}
}
public class TestDemo {
public static void main(String[] args) {
/*
1.通过getClass获取Class对象
*/
Student s1 = new Student();
Class c1 = s1.getClass();
/*
2.直接通过 类名.class 的方式得到,该方法最为安全可靠,程序性能更高
这说明任何一个类都有一个隐含的静态成员变量 class
*/
Class c2 = Student.class;
/*
3、通过 Class 对象的 forName() 静态方法来获取,用的最多,
但可能抛出 ClassNotFoundException 异常
*/
Class c3 = null;
try {
//注意这里是类的全路径,如果有包需要加包的路径
c3 = Class.forName("Student");
} catch (ClassNotFoundException e) {
e.printStackTrace();
}
//一个类在 JVM 中只会有一个 Class 实例,即我们对上面获取的
//c1,c2,c3进行 equals 比较,发现都是true
System.out.println(c1.equals(c2));
System.out.println(c1.equals(c3));
System.out.println(c2.equals(c3));
}
}
输出结果:true true true
到这里,我们已经完成了反射的第一步,拿到了Class对象。我们可以看到打印结果,输出都是true.这也印证了,Class对象本身,对于每个类来说,只有一份。且,他是在方法区的。
我们上面讲过,反射就是在运行过程当中,动态的获取类的属性,方法等。那么这些属性和方法获取到了之后,如何接收这些类型呢?我们来介绍一下,剩余的类型吧!
(重要)常用获得类相关的方法
方法 | 用途 |
---|---|
getClassLoader() | 获得类的加载器 |
getDeclaredClasses() | 返回一个数组,数组中包含该类中所有类和接口类的对象(包括私有的) |
forName(String className) | 根据类名返回类的对象 |
newInstance() | 创建类的实例 |
getName() | 获得类的完整路径名字 |
(重要)常用获得类中属性相关的方法(以下方法返回值为Field相关)
Field相关拓展链接:
https://developer.android.google.cn/reference/java/lang/reflect/Field
(复制链接到浏览器查看哟)
方法 | 用途 |
---|---|
getField(String name) | 获得某个公有的属性对象 |
getFields() | 获得所有公有的属性对象 |
getDeclaredField(String name) | 获得某个属性对象 |
getDeclaredFields() | 获得所有属性对象 |
(了解)获得类中注解相关的方法
方法 | 用途 |
---|---|
getAnnotation(Class annotationClass) | 返回该类中与参数类型匹配的公有注解对象 |
getAnnotations() | 返回该类所有的公有注解对象 |
getDeclaredAnnotation(Class annotationClass) | 返回该类中与参数类型匹配的所有注解对象 |
getDeclaredAnnotations() | 返回该类所有的注解对象 |
(重要)获得类中构造器相关的方法(以下方法返回值为Constructor相关)
Constructor相关拓展链接:
https://developer.android.google.cn/reference/java/lang/reflect/Constructor
(复制链接到浏览器查看哟)
方法 | 用途 |
---|---|
getConstructor(Class...> parameterTypes) | 获得该类中与参数类型匹配的公有构造方法 |
getConstructors() | 获得该类的所有公有构造方法 |
getDeclaredConstructor(Class...> parameterTypes) | 获得该类中与参数类型匹配的构造方法 |
getDeclaredConstructors() | 获得该类所有构造方法 |
(重要)获得类中方法相关的方法(以下方法返回值为Method相关)
Method相关拓展链接:
https://developer.android.google.cn/reference/java/lang/reflect/Method
(复制链接到浏览器查看哟)
方法 | 用途 |
---|---|
getMethod(String name, Class...> parameterTypes) | 获得该类某个公有的方法 |
getMethods() | 获得该类所有公有的方法 |
getDeclaredMethod(String name, Class...> parameterTypes) | 获得该类某个方法 |
getDeclaredMethods() | 获得该类所有方法 |
以上我们大概列举出了很多重要的类当中的方法,具体如何使用,我们接下来看看。
接下来我们开始使用反射,我们依旧反射上面的Student类,把反射的逻辑写到另外的类中,以便进行理解。
注意:所有和反射相关的包都在import java.lang.reflect 包下面。
import java.lang.reflect.Constructor;
import java.lang.reflect.Field;
import java.lang.reflect.Method;
/**
* Created with IntelliJ IDEA.
* Description:
* User: GAOBO
* Date: 2020-02-20
* Time: 16:31
*/
public class ReflectClassDemo {
// 创建对象
public static void reflectNewInstance() {
try {
Class> classStudent = Class.forName("Student");
Object objectStudent = classStudent.newInstance();
Student student = (Student) objectStudent;
System.out.println("获得学生对象:"+student);
} catch (Exception ex) {
ex.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() {
try {
Class> classStudent = Class.forName("Student");
//注意传入对应的参数
Constructor> declaredConstructorStudent = classStudent.getDeclaredConstructor(String.class,int.class);
//Constructor> declaredConstructorStudent = classStudent.getConstructor();
//设置为true后可修改访问权限
declaredConstructorStudent.setAccessible(true);
Object objectStudent = declaredConstructorStudent.newInstance("高博",15);
//Object objectStudent = declaredConstructorStudent.newInstance();
Student student = (Student) objectStudent;
System.out.println("获得私有构造哈数且修改姓名和年龄:"+student);
} catch (Exception ex) {
ex.printStackTrace();
}
}
// 反射私有属性
public static void reflectPrivateField() {
try {
Class> classStudent = Class.forName("Student");
Field field = classStudent.getDeclaredField("name");
field.setAccessible(true);
//可以修改该属性的值
Object objectStudent = classStudent.newInstance();
Student student = (Student) objectStudent;
field.set(student,"小明");
String name = (String) field.get(student);
System.out.println("反射私有属性修改了name:"+ name);
} catch (Exception ex) {
ex.printStackTrace();
}
}
// 反射私有方法
public static void reflectPrivateMethod() {
try {
Class> classStudent = Class.forName("Student");
Method methodStudent = classStudent.getDeclaredMethod("function",String.class);
System.out.println("私有方法的方法名为:"+methodStudent.getName());
//私有的一般都要加
methodStudent.setAccessible(true);
Object objectStudent = classStudent.newInstance();
Student student = (Student) objectStudent;
methodStudent.invoke(student,"我是给私有的function函数传的参数");
} catch (Exception ex) {
ex.printStackTrace();
}
}
public static void main(String[] args) {
//reflectNewInstance();
//reflectPrivateConstructor();
//reflectPrivateField();
reflectPrivateMethod();
}
}
优点:
1.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;
2.增加程序的灵活性和扩展性,降低耦合性,提高自适应能力;
3.反射已经运用在了很多流行框架如:Struts、Hibernate、Spring 等等。
缺点:
1.反射会有效率问题,会降低程序的效率;
2.反射技术绕过了源代码的技术,会带来维护问题。反射代码比相应的直接代码更复杂 。
好了,以上就是反射相关的一些重要知识,以及一些简单的应用,在后期学习框架相关的时候,大家就会更好的理解反射了!