Java反射详解及作用

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1. 反射概述

能够分析类能力的程序叫做反射(reflective)，对于任何一个Class类，反射可以在运行时直接得到这个类的全部成分，包括构造器，成员方法，成员变量。获得的构造器对象为Constructor，成员方法对象为Method，成员变量对象为Field。这种在运行时动态获取类信息以及动态调用类中成分的能力叫做Java语言的反射机制。

2. 获取编译后的Class类对象

反射的关键，或者说第一步，是获取编译后的Class类对象。

2.1 通过java.lang.Class类获取

对于Class类(java.lang.Class)，定义了静态方法forName(String className)方法，获取Class类对象，className要写全限名，也就是包名+类名。假设我们在包com.reflective下创建了Student类，可以使用:

Class.forName("com.reflective.Student");

2.2 通过目标类获取

对于要反射的类，可以通过类名.class获得Class类对象。例如Student.class.

2.3 通过目标对象获取

在运行时，可以通过对象.getClass()获得对象所属类的Class类对象，这个是Object类的方法，因此所有类都有这个方法。例如student.getClass().

3. 反射获取构造器对象

在获得了Class类对象之后，通过调用Class类对象的方法可以获得其构造器对象Constructor。

3.1 获得Constructor对象

3.1.1 getConstructors()

获取Class类对象中的所有构造器对象，返回值为构造器数组，注意这个方法只能获取public修饰的构造器。

3.1.2 getDeclaredConstructors()

获取Class类对象中的所有构造器对象，返回值为构造器数组，即使是private修饰的构造器也能拿到！

3.1.3 getConstructor()

获取Class类对象中的一个构造器，实参应该依次传入该构造器形参的Class类对象。举个例子:

Class class = student.getClass();
class.getConstructor(String.class, Integer.class);

3.1.4 getDeclaredConstructor()

获取Class类对象中的一个构造器，实参应该依次传入该构造器形参的Class类对象,即使是private修饰的构造器也能拿到。

3.2 通过构造器初始化对象

获得构造器的作用是初始化一个对象返回。调用构造器的newInsrance方法，并且传入初始化参数(如果构造器需要的话),可以初始化对象并返回。需要注意的是如果是private修饰的构造器，即使获得了也不能直接newInstance，应该先调用构造器的setAccessible(true)，才能初始化对象。

4. 反射获取成员变量对象

在获得了Class类对象后，可以调用Class类对象的方法获得成员变量，并对其赋值或者取值。

4.1 获得Field对象

4.1.1 getFields()

获取Class类对象的所有public成员变量对象的数组。

4.1.2 getDeclaredFields()

获取Class类对象的所有成员变量对象的数组，即使是private修饰的成员变量也能拿到。

4.1.3 getField()

获取Class类对象的单个public成员变量对象。传入参数为成员变量名字。

4.1.4 getDeclaredField()

获取Class类对象的单个成员变量对象，即使是private修饰的成员变量也能拿到。传入参数为成员变量名字。

4.2 取值赋值

获得了Field对象后，调用它的set()方法可以为属性赋值，第一个参数传入目标对象，如student，第二个参数传入值；调用get方法可以获得值，传入目标对象。

5. 反射获取方法对象

5.1 获得Method对象

5.1.1 getMethods()

调用Class类对象的getMethods()方法，能获得该类的所有public修饰的Method对象的数组。

5.1.2 getDeclaredMethods()

调用Class类对象的getDeclaredMethods()方法，能获得该类的所有Method对象的数组，即使是private修饰也可以获取。

5.1.3 getMethod()

调用Class类对象的getMethod()方法，能获得该类的指定的由public修饰的Method对象，传入第一个参数为方法名，后面的参数为方法形参的Class类，例如String.class。

5.1.4 getDeclaredMethod()

调用Class类对象的getDeclaredMethod()方法，能获得该类的指定的Method对象，传入第一个参数为方法名，后面的参数为方法形参的Class类，例如String.class。即使是private修饰也可以获取。

5.2 触发该方法执行

获得Method对象之后。调用它的invoke()方法可以触发该方法执行，传入第一个参数为已经实例化的对象，例如student，后面的参数为调用方法需要传递的参数。
如果想执行private修饰的方法，需要先调用Method对象的setAccessible(true)方法，再调用invoke()方法。

6. 反射的作用

6.1 绕过编译阶段为集合添加数据

集合中如果加了泛型，则只能在该集合中添加这种类型的数据，例如ArrayList,便只能添加Integer类型的数据。泛型只是在编译阶段可以约束集合只能操作某种数据类型，在java文件编译成class文件进入运行阶段的时候，其真实类型都是ArrayList,泛型相当于被擦除了。反射是作用在运行时的技术，因此可以绕过编译阶段为集合添加数据。例如:

ArrayList<Integer> list = new ArrayList<Integer>();
list.add(100);
list.add(200);
//会编译报错
//list.add("word");
Class c = list.getClass();
Method method = c.getDeclaredMethod("add",Object.class);
//list会添加word字符串，并且不会报错
method.invoke(list,"word");

6.2 通用框架的底层原理

使用反射能够实现图中的需求，这个需求其实是通用框架的底层原理。如接受到一个对象后，不清楚成员变量有几个，成员变量名是什么，等。这些都可以通过上面的反射机制来解决，因此通过反射可以完成这些需求。