Java反射机制学习笔记

上一篇《java注解学习笔记》中最后说到了注解的实现主要依赖java的反射机制，那么这一篇主要介绍一下java的反射机制。

什么是java反射机制

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。

具体的api

主要的api都在java.lang.reflect.*这个包中（除了注解外）。

各种获取注解、构造器、方法、属性的示例：

// 获取所有注解
Annotation[] allAnnotations = studentClass.getAnnotations();
Annotation[] annotations = studentClass.getDeclaredAnnotations();
// 获取特定的注解
Annotation annotation = studentClass.getAnnotation(Deprecated.class);

// 获取所有构造器
Constructor[] allConstructors = studentClass.getConstructors();

// 获取特定构造器
Constructor allConstructor;
try {
    allConstructor = studentClass.getConstructor(String.class, int.class, int.class);
} catch (NoSuchMethodException e) {
    throw e;
}

// 获取所有构造器
Constructor[] constructors = studentClass.getDeclaredConstructors();
// 获取特定构造器
Constructor constructor;
try {
     constructor = studentClass.getDeclaredConstructor(String.class);
} catch (NoSuchMethodException e) {
    throw e;
}

// 获取所有方法
Method[] allMethods = studentClass.getMethods();
Method allMethod;
// 获取特定方法
try {
    allMethod = studentClass.getMethod("answer");
} catch (NoSuchMethodException e) {
    throw e;
}

// 获取所有本类定义的方法
Method[] methods = studentClass.getDeclaredMethods();
Method method;
try {
    method = studentClass.getDeclaredMethod("answer");
} catch (NoSuchMethodException e) {
    throw e;
}

// 获取所有字段
Field[] allFields = studentClass.getFields();
Field allField;
try {
    allField = studentClass.getField("name");
} catch (NoSuchFieldException e) {
    throw e;
}

// 获取本类定义的字段
Field[] fields = studentClass.getDeclaredFields();
Field field;
try {
    field = studentClass.getDeclaredField("age");
} catch (NoSuchFieldException e) {
    throw e;
}

通过反射调用方法：

constructor.setAccessible(true);
Object obj = constructor.newInstance("lkxiaolou");
// 执行方法
String str = (String) method.invoke(obj);

总结一下：

• 可以获取到的内容有：构造器、方法（定义的方法）、属性（定义的属性），静态的属性和方法都能拿到。
• getDeclaredXXX（getDeclaredConstructor(s)，getDeclaredMethod(s)，getDeclaredField(s)）是获取定义的构造器，方法，属性，定义是指写在那个类中的，继承的不算。相似地getXXX（getConstructor(s)，getMethod(s)，getField(s)）是获取所有的构造器、方法、属性，包括继承的。
• 通过第二点拿到的构造器、方法、属性包含了public到private的各种修饰。
• 如果取到的构造器、方法、属性是不可访问的（如public，protected），在用Method.invoke访问这些时会抛出一个java.lang.IllegalAccessException异常，除非在访问前设置可见属性为true。

反射的用途

根据配置运行相对应的方法

这个很好理解，可以通过配置的方法名来改变运行时执行的方法。

动态代理

动态代理是代理的一种，代理是一种设计模式，一般有动态代理与静态代理，动态代理主要依赖InvocationHandler和Proxy，我们这里给一个简单的例子：

package reflect;

import java.lang.reflect.InvocationHandler;
import java.lang.reflect.Method;

public class MyInvocationHandler implements InvocationHandler {

    private Object targetObject;

    public MyInvocationHandler(Object targetObject) {
        this.targetObject = targetObject;
    }

    @Override
    public Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args) throws Throwable {
        System.out.println("代理处理..." + method.getName());
        return method.invoke(targetObject, args);
    }
}

package reflect;
public interface Person {
    public String answer();
}

package reflect;

public class Student implements Person {

    public String name;

    public Integer age;

    public Student(String name, int age) {
        this.name = name;
        this.age = age;
    }

    private Student(String name) {
        this.name = name;
    }

    @Override
    public String answer() {
        return "I am " + name + ", and " + age + " years old";
    }

    public String getName() {
        return name;
    }

    public void setName(String name) {
        this.name = name;
    }

    public Integer getAge() {
        return age;
    }

    public void setAge(Integer age) {
        this.age = age;
    }
}

Student student = new Student("lk", 18);
MyInvocationHandler h = new MyInvocationHandler(student);
Person person = (Person) Proxy.newProxyInstance(h.getClass().getClassLoader(), student.getClass().getInterfaces(), h);
String s = person.answer();
System.out.println(s);

运行一下可以看到

正常运行

调试中出现一个小插曲
我在调试的时候出现了这样的结果

调试出现

每次我鼠标放在person上，控制台就多一次输出，这是为啥，我把method打印出来，发现执行了toString方法，所以这里应该是IDE执行toString方法触发了动态代理

绕过泛型检查

严格来说这并不是一个有用的特性，就像我们可以用反射机制来强行执行private方法，只是提供一种思路，但不是很好。

这是后加的一段，第二天发现在给private方法做单元测试的时候，以前我都是把private改成public，测完再改回去，现在发现可以用发射来做，这样就不用改代码啦。

泛型检查是在编译期做的检查，如果要这么写：

List list = new ArrayList<>();
list.add("1");
list.add("2");
list.add(3); // 编译不通过

这样是通过不了编译的。但是我们可以这样做：

List list = new ArrayList<>();
list.add("1");
list.add("2");
Method listAddMethod = ArrayList.class.getMethod("add", Object.class);
listAddMethod.invoke(list, 3);
for (Object object : list) {
    System.out.println(object);
}

绕过泛型检查