Java反射（详述版）

一、什么是反射？

我们先来看一个例子：

package venus;
public class Student {

	public String name;
	public Student(){
		System.out.println("无参构造方法");
	}
	public void doHomework(){
        System.out.println(name + "正在做作业~~~");
    }
    
}

我们平常是如何调用Student类里的方法的？

package venus;
public class Test {
	public static void main(String[] args) {
		Student student = new Student(); 
		student.name = "小白";
		student.doHomework();
	}
}

//结果：
无参构造方法
小白正在做作业~~~

以上这种方法是普通的方法：其中Student student = new Student()通过new关键字来创建对象，并调用无参构造方法；接着的student.name = "小白"是调用的其中的成员变量；student.doHomework()是调用普通方法。

      一般情况下，我们使用某个类时是知道这个类是什么类，是用来做什么的，所以我们可以直接对这个类进行实例化，之后使用这个类的对象进行操作，就例如上面的
      但反射则是一开始我们并不知道要初始化的类对象是什么，就无法通过new关键字来创建对象了；也就是说反射是在运行时才知道要操作的类是什么，并且可以通过相应的方法可以获得这个类完整的样子！

综上所述，反射就是一种新的操作类中成员变量、构造方法和普通方法的机制，它可以将类中的各个组成部分进行剖析，可以得到每个组成部分，然后对每个组成部分进行操作！

二、Class类

   要实现对类中的成员变量、构造方法和普通方法的操作，我们需要借助Java自身提供的java.lang包下的Class类和java.lang.reflect包下的反射API（接口）。

• Class类是Java反射机制的入口，封装了一个类或接口的运行时信息，通过调用Class类的方法可以获取这些信息。
• Class类的特点 ：
  • 该类在Java.lang包中；
  • 该类被final所修饰，即该类不可以被子类继承；
  • 该类实现了Serializable接口；
  • 该类的构造方法被private所修饰，即不能通过new关键字创建该类的对象。

2.1获取Class实例化对象

获取Class类实例化对象有以下六种方法：

1. 通过Class.forName("包名.类名")来获取Class类实例：

   	try {
           Class clazz = Class.forName("venus.Student");//抛出检查时异常，所以使用try-catch
           System.out.println(clazz.getName()); //venus.Student
       } catch (Exception e) {
           e.printStackTrace();
       }
   

2. 通过类名.class来获取Class类实例：

   	Class clazz = Student.class;
       System.out.println(clazz.getName()); //venus.Student
   

3. 如果已创建了引用类型的对象，则可以通过调用对象中的getClass()方法来获取Class类实例：

   	Student student = new Student();//已创建了引用类型的对象
       Class clazz = student.getClass();
       System.out.println(clazz.getName());
   

4. 如果是基本数据类型，则可以通过包装类.TYPE来获取Class类实例，当然，也可以通过基本数据类型.class获取Class类实例：

   	Class clazz = Integer.TYPE;
       System.out.println(clazz.getName()); //int
       clazz = int.class;
       System.out.println(clazz.getName()); //int
   

5. 通过元素类型[].class来获取数组所对应的Class类实例：

   	clazz = String[].class;
       System.out.println(clazz.getName()); //[Ljava.lang.String;
   

6. 如何获取某个类父类所对应的Class类实例？通过类名.class.getSuperclass()来获取：

   	clazz = Student.class.getSuperclass();
       System.out.println(clazz.getName()); //java.lang.Object
   

三、 借助Class类某些可以获取对应类中声明的构造方法实例化对象：

• 其中getConstructor([参数类型])只能获取由public修饰的构造方法

  1. Constructor[] getConstructor()：获取 无参构造方法：

     Class clazz = Student.class; //获取Class实例化对象
     try {
         Constructor constructor = clazz.getConstructor(); //获取无参构造方法
         System.out.println(constructor.getName()); //venus.Student
         System.out.println(constructor); //public venus.Student()
     } catch (Exception e) {
         e.printStackTrace();
     }
     

  2. Constructor getConstructor(Class... parameterTypes)：获取 对应的有参构造方法：

     Class clazz = Student.class;
     try {
     	//获取参数类型为String的有参构造方法
         Constructor constructor = clazz.getConstructor(String.class); 
         System.out.println(constructor.getName()); //venus.Student
         System.out.println(constructor); //public venus.Student(java.lang.String)
     } catch (Exception e) {
         e.printStackTrace();
     }
     

• 其中getDeclaredConstructor([参数类型])可以获取所有的构造方法，不区分访问权限（即使是私有的也可以）:

  3. Constructor getDeclaredConstructor()：获取 无参构造方法

     Class clazz = Student.class;
     try {
     	//获取无参构造方法
         Constructor constructor = clazz.getDeclaredConstructor(); 
         System.out.println(constructor.getName()); //venus.Student
         System.out.println(constructor); //public venus.Student()
     } catch (NoSuchMethodException e) {
         e.printStackTrace();
     }
     

  4. Constructor getDeclaredConstructor(Class... parameterTypes)：获取 对应的有参构造方法：

     Class clazz = Student.class;
     try {
     	//获取参数类型为 int的有参构造方法
         constructor = clazz.getDeclaredConstructor(int.class);
         System.out.println( constructor.getName()); //venus.Student
         System.out.println(constructor); //private venus.Student(int)
     } catch (NoSuchMethodException e) {
         e.printStackTrace();
     }
     

3.1 通过Constructor类某些方法获取某个构造方法的的信息：

Class clazz = Student.class;
try {
	//获取参数类型为 String 和 int的有参构造方法
    Constructor constructor = clazz.getConstructor(String.class,int.class);
} catch (Exception e) {
	e.printStackTrace();
}

• 获取该构造方法的相关信息：

  1. 获取该构造方法的类的Class对象（Class getDeclaringClass()）：

     Class result = constructor.getDeclaringClass();
     System.out.println(result); //class venus.Student
     

  2. 获取该构造方法的修饰符（int getModifiers()）:

     int mod = constructor.getModifiers();
     String result = Modifier.toString(mod);
     System.out.println(result); //public
     

  3. 获取该构造方法的名称（String getName()）：

     String result = constructor.getName();
     System.out.println(result); //venus.Student
     

  4. 获取该构造方法的形参类型对应的Class对象组成的数组

     Class[] clazzs = constructor.getParameterTypes();
     for (Class c:clazzs) {
     	System.out.println(c); // {class java.lang.String , int}
     }
     

  • 注意：
    • getConstructors()和getConstructor(Class... parameterTypes)方法无法获取非public类中默认无参构造方法对应的Constructor对象。
    • getDeclaredConstructor()和getDeclaredConstructor(Class... parameterTypes)方法可以获取非public类中默认无参构造方法对应的Constructor对象。

• 操作构造方法 ---- 创建对象：

  void setAccessible(boolean flag)：如果操作的构造方法是私有的，则需要下面一行代码来忽略访问权限：

  constructor.setAccessible(true);
  

  T newInstance(Object... initargs)：使用此Constructor对象表示的构造方法来创建声明该构造方法类的新对象。其中initargs为传入该构造方法中的参数，如果该构造方法没有参数，则可设定为null或一个长度为0的数组：

  Object object = constructor.newInstance("Tom",18);
  Student stu = (Student) object; //下转型
  stu.doHomework();
  

四、借助Class类某些可以获取对应类中声明的普通方法实例化对象：

• Method[] getMethods()：获取被public修饰的方法（不仅仅限于本类，还包括继承自父类中的public方法）

  Class clazz = Student.class;
  Method[] methods =  clazz.getMethods();
  for (Method method:methods) {
      System.out.println(method.getName());
  }
  

  结果：
  

• Method[] getMethod(String methodName, Class... paramenterTypes)：获取与该Class对象表示类或接口中方法名和参数类型相匹配的public方法（含继承的）的Method对象：

  try {
      Method method = clazz.getMethod("doHomework");
      System.out.println(method.getName()); //doHomework
  } catch (Exception e) {
      e.printStackTrace();
  }
  

• Method[] getDeclaredMethods()：获取一个该Class对象表示类或接口内声明定义的所有访问权限的方法（不含继承的）对应的Method对象数组：

  Method [] methods = clazz.getDeclaredMethods();//（任何"访问权限"的方法）
  for (Method method:methods) {
      System.out.println(method.getName());
  }
  

• Method getDeclaredMethod(String methodName Class... parameterTypes)：获取与该Class对象表示类或接口中方法名和形参类型相匹配的方法（不含继承的）对应的Method对象。

4.1 操作普通方法 ---- 获取普通方法的信息：

• 先获取某个普通方法：

  try {
  	//获取方法名为cooking，参数类型为int和String的方法
  	Method method = clazz.getMethod("cooking", int.class, String[].class);
  } catch (Exception e) {
      e.printStackTrace();
  }
  

• 获取该普通方法的相关信息：
  1. String getName()：获取该普通方法的方法名：

     String result = method.getName();//获取方法名
     System.out.println(result); //cooking
     

  2. Class getDeclaringClass()：获取该普通方法的类或接口的Class对象：

     Class c = method.getDeclaringClass();//获取方法的类的Class对象
     System.out.println(c); //class venus.Student
     

  3. int getModifiers()：获取该普通方法的修饰符（以整数形式），应该使用Modifier类中的toString()方法对所返回的整数进行解码：

     int mod = method.getModifiers(); //获取方法的修饰符
     String result = Modifier.toString(mod);
     System.out.println(result); //public static
     

  4. Class[] getParameterTypes()：获取该普通方法的形参类型对应Class对象组成的数组。如果方法没有参数，则数组长度为0：

     Class [] zzs = method.getParameterTypes();//获取方法的参数类型组成的数组 {Integer.YPTE, String[].class}
     for (Class cla :zzs) {
         System.out.println(cla.getName());
     }
     

  5. Class getReturnType()：获取该普通方法的返回值类型所对应的Class对象：

     Class clazzs = method.getReturnType();//获取方法的返回值类型★
     System.out.println(clazzs.getName()); 
     

  • 调用该普通方法：

    void setAccessible(boolean flag)：如果该普通方法是非public的，则需要使用下一行代码来忽略访问权限，true表示忽略：

    method.setAccessible(true);
    

    Object invoke(Object obj, Object... args)：调用该普通方法并返回Object类型结果（即返回该普通方法的【返回值】，如果没有，则返回null）。obj表示该方法所在类实例，如果方法是静态的，则obj可以指定为null；args表示传入该方法的参数，如果该方法没有参数，则args数组长度可以为0或null：

    Object object = method.invoke(new Student(),1,new String []{}); //调用这个方法，并返回该方法的【返回值】，如果该方法没有【返回值】，则返回null
    System.out.println(object);