JAVA反射机制 概念 使用场景 主要操作

1.1 什么是反射机制

想要了解反射机制，需要先了解两个概念：编译期和运行期。

编译期：把源代码翻译成机器能识别的代码，比如编译器把java代码编译成jvm识别的字节码文件

运行期：将可执行文件交给操作系统去执行

反射机制：在运行期，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。

（简述：java中，只要给定类的名字，就可以在运行时通过反射机制来获得类的所有信息）

 

1.2 反射机制的作用

• 运行时判断对象所属的类

• 运行时构造一个类的对象

• 运行时，判断一个类所具有的的成员变量和方法

• 运行时调用任意一个对象的方法

 

使用场景

1.反编译（.class变成.java）

2.开发框架，反射是框架设计的灵魂。比如Spring，为了保证框架的通用性，框架需要根据配置文件加载不同的类或对象（运行期间，动态加载所需对象）。

 

优缺点

对象的创建，分为静态和动态两种。静态：编译时即确定具体类型，绑定对象。动态：运行时才会确定具体类型，能够有效降低类之间的耦合度，最大限度发挥了java的灵活性。

反射机制优点：实现对象的动态创建和编译，体现了很大的灵活性。比如：一个大型软件，不可能一次就设计的很完美，当需要增加新功能时，如何解决？卸载以后重新安装新版本？这是不合适的。静态编译则必须这样做，而反射机制的动态特性可以帮助我们解决这个问题，无需卸载，只需要运行时动态的加载，即可创建和编译新对象。

缺点：对系统性能会产生影响。

 

1.3 反射机制的实现

java中，使用一个类需要把该类加载到虚拟机中，并生成一个Class对象，这个对象保存了该类的所有信息。反射机制的实现，就是获取这个Class对象。

Class对象的获取

第一种：（已存在对象，无需反射）

Student stu1 = new Student();//这一new 产生一个Student对象，一个Class对象。
Class stuClass = stu1.getClass();//获取Class对象
System.out.println(stuClass.getName());

第二种：（需要导入类包，依赖太强）

Class stuClass2 = Student.class;
//判断第一种方式获取的Class对象和第二种方式获取的是否是同一个
System.out.println(stuClass == stuClass2);

第三种：（常用，传入一个字符串即可，或者写在配置文件中）

//注意此字符串必须是真实路径，就是带包名的类路径，包名.类名
Class stuClass3 = Class.forName("cn.bdqn.Student");
//判断三种方式是否获取的是同一个Class对象
System.out.println(stuClass3 == stuClass2);

反射机制常用的类

Java.lang.Class; //类
​
Java.lang.reflect.Constructor; //构造方法
​
Java.lang.reflect.Field; //属性
​
Java.lang.reflect.Method; //方法

1.4 反射机制的使用

1.4.1 创建对象

使用反射机制创建对象有两种方式：newInstance()方法和Constructor对象

1）使用Class对象的newInstance()方法创建对象

Class c = Class.forName("cn.bdqn.Student");
Object str = c.newInstance();

2）调用Constructor对象

/获取String的Class对象
Class c = Class.forName("cn.bdqn.Student");
//通过Class对象获取指定的Constructor构造器对象
Constructor constructor=c.getConstructor(String.class);
//根据构造器创建实例：
Object obj = constructor.newInstance(“hello reflection”);

 

1.4.2 获取构造方法

获取构造方法

//所有"公有的"构造方法
public Constructor[] getConstructors()
//获取所有的构造方法(包括私有、受保护、默认、公有）
public Constructor[] getDeclaredConstructors()
​
//获取单个的"公有的"构造方法
public Constructor getConstructor(Class... parameterTypes)
//获取"某个构造方法"可以是私有的，或受保护、默认、公有
public Constructor getDeclaredConstructor(Class... parameterTypes)

调用构造方法

//对象获取构造的方法getConstructor
newInstance(Object... initargs)

 

示例：

//1.加载Class对象
Class clazz = Class.forName("cn.bdqn.Student");
​
//2. 获取构造方法
******获取所有公有构造方法******
System.out.println("***所有公有构造方***");
Constructor[] conArray = clazz.getConstructors();
for(Constructor c : conArray){
    System.out.println(c);
}
​
******获取所有构造方法******
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);
}
​
****** 获取公有、无参的构造方法******
System.out.println("***获取公有、无参的构造方法***");
Constructor constructor = 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);
​
//3.对象创建
******调用无参构造创建对象****** 
Object newInstance = constructor.newInstance();
​
******调用有参构造创建对象******
Constructor constructor = clazz.getConstructor(String.class);//参数用以指定类型
constructor.newInstance(new Object[]{"xm"});//参数用以赋值

 

1.4.3 获取成员变量并调用

获取成员变量

//批量获取
******获取所有的"公有字段******
Field[] getFields()
******获取所有字段，包括：私有、受保护、默认、公有******
Field[] getDeclaredFields()
​
//单个获取
******获取某个"公有的"字段******
public Field getField(String fieldName)
******获取某个字段(可以是私有的)******
public Field getDeclaredField(String fieldName)

示例

Class clazz = Class.forName("cn.bdqn.Student");
Object obj = clazz.getConstructor().newInstance();
​
System.out.println("************获取所有公有的字段********************");
Field[] fieldArray = clazz.getFields();
​
System.out.println("************获取所有的字段(包括私有、受保护、默认的)********************");
fieldArray = clazz.getDeclaredFields();
​
System.out.println("******获取公有字段并调用******");
Field f = clazz.getField("name");
//为字段设置值,为Student对象中的name属性赋值--》stu.name = "刘德华"
f.set(obj, "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 = clazz.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);

 

1.4.4 获取成员方法并调用

获取成员方法

//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)
​
//获取单个
public Method getMethod(String name,Class... parameterTypes):
public Method getDeclaredMethod(String name,Class... parameterTypes)
参数说明：  
  * name : 方法名；
  * Class ... : 形参的Class类型对象

调用方法

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；

示例

Class clazz = Class.forName("cn.bdqn.Student");
Object obj = clazz.getConstructor().newInstance();
​
//2.获取所有公有方法
System.out.println("***************获取所有的”公有“方法*******************"); 
Method[] methodArray = clazz.getMethods();
​
​
System.out.println("***************获取所有的方法，包括私有的*******************");
Method[] methodArray = clazz.getDeclaredMethods();
​
System.out.println("***************获取公有的show1()方法*******************");
Method m = stuClass.getMethod("show1", String.class); 
//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); 
m.setAccessible(true);//解除私有限定
Object result = m.invoke(obj, 20);
System.out.println("返回值：" + result);    

 

1.4.5 通过反射机制运行配置内容

配置文件pro.txt

className=cn.bdqn.Student
methodName=show

 

测试类

public class Demo {
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        //通过反射获取Class对象
        Class stuClass = Class.forName(getValue("className"));//cn.bdqn.Student
        //2获取show()方法
        Method m = stuClass.getMethod(getValue("methodName"));//show
        //3.调用show()方法
        m.invoke(stuClass.getConstructor().newInstance());
        
    }
    
    //此方法接收一个key，在配置文件中获取相应的value
    public static String getValue(String key) throws IOException{
        Properties pro = new Properties();//获取配置文件的对象
        FileReader in = new FileReader("pro.txt");//获取输入流
        pro.load(in);//将流加载到配置文件对象中
        in.close();
        return pro.getProperty(key);//返回根据key获取的value值
    }
}