Java反射机制详解
目录
Class类
获取Class类的实例(四种方法)
类的加载与ClassLoader
创建运行时类的对象
获取运行时类的完整结构
调用运行时类的指定结构
Class类
在Object类中定义了以下的方法，此方法将被所有子类继承：
public final Class getClass()以上的方法返回值的类型是一个Class类，此类是Java反射的源头，实际上所谓反射从程序的运行结果来看也很好理解，即：可以通过对象反射求出类的名称。
对象照镜子后可以得到的信息：某个类的属性、方法和构造器、某个类到底实现了哪些接口。对于每个类而言，JRE 都为其保留一个不变的 Class 类型的对象。一个 Class 对象包含了特定某个结构(class/interface/enum/annotation/primitive type/void/[])的有关信息。
Class类特征
Class本身也是一个类；
Class 对象只能由系统建立对象；
一个加载的类在 JVM 中只会有一个Class实例；
一个Class对象对应的是一个加载到JVM中的一个.class文件；
每个类的实例都会记得自己是由哪个 Class 实例所生成；
通过Class可以完整地得到一个类中的所有被加载的结构；
Class类是Reflection的根源，对任何想动态加载、运行的类，唯有先获得相应的Class对象。
Class类常用方法
应用举例
String str = "test.Person"; //test4.Person是test包下的Person类
Class clazz = Class.forName(str);
Object obj = clazz.newInstance();
Field field = clazz.getField("name");
field.set(obj, "zhangsan");
Object name = field.get(obj);
System.out.println(name);获取Class类的实例(四种方法)
1）前提：若已知具体的类，通过类的class属性获取，该方法最为安全可靠，程序性能最高。
Class clazz = String.class;
Class clazz1 = Person.class;2）前提：已知某个类的实例，调用该实例的getClass()方法获取Class对象。
Class clazz = "haha".getClass(); //String类型的对象
Class clazz1 = person.getClass(); //Person类型的对象
3）前提：已知一个类的全类名，且该类在类路径下，可通过Class类的静态方法forName()获取，可能抛出ClassNotFoundException。
Class clazz = Class.forName("java.lang.String");
Class clazz1 = Class.forName("test.Person");4）其他方式
ClassLoader cl = this.getClass().getClassLoader();
Class clazz4 = cl.loadClass("类的全类名");哪些类型可以有Class对象？
（1）class：外部类，成员(成员内部类，静态内部类)，局部内部类，匿名内部类
Class c1 = Object.class;
Class c11 = Class.class;（2）interface：接口
Class c2 = Comparable.class;（3）[]：数组
Class c3 = String[].class;
Class c4 = int[][].class;
int[] a = new int[10];
int[] b = new int[100];
Class c5 = a.getClass();
Class c6 = b.getClass();
// 只要元素类型与维度一样，就是同一个Class
System.out.println(c5 == c6);（4）enum：枚举
Class c7 = ElementType.class;（5）annotation：注解@interface
Class c6 = Override.class;（6）primitive type：基本数据类型
Class c9 = int.class;（7）void
Class c10 = void.class;类的加载与ClassLoader
类的加载过程
当程序主动使用某个类时，如果该类还未被加载到内存中，则系统会通过如下三个步骤来对该类进行初始化。
加载：
将class文件字节码内容加载到内存中，并将这些静态数据转换成方法区的运行时数据结构，然后生成一个代表这个类的java.lang.Class对象，作为方法区中类数据的访问入口（即引用地址）。所有需要访问和使用类数据只能通过这个Class对象。这个加载的过程需要类加载器参与。
链接：将Java类的二进制代码合并到JVM的运行状态之中的过程。
验证：确保加载的类信息符合JVM规范，例如：以cafe开头，没有安全方面的问题
准备：正式为类变量（static）分配内存并设置类变量默认初始值的阶段，这些内存都将在方法区中进行分配。
解析：虚拟机常量池内的符号引用（常量名）替换为直接引用（地址）的过程。
初始化：
执行类构造器
当初始化一个类的时候，若发现其父类还没有进行初始化，则需要先触发其父类的初始化。
虚拟机会保证一个类的
什么时候会发生类初始化？
类的主动引用（一定会发生类的初始化）
当虚拟机启动，先初始化main方法所在的类；
new一个类的对象；
调用类的静态成员（除了final常量）和静态方法；
使用java.lang.reflect包的方法对类进行反射调用；
当初始化一个类，如果其父类没有被初始化，则先会初始化它的父类；
类的被动引用（不会发生类的初始化）
当访问一个静态域时，只有真正声明这个域的类才会被初始化，当通过子类引用父类的静态变量，不会导致子类初始化；
通过数组定义类引用，不会触发此类的初始化；
引用常量不会触发此类的初始化（常量在链接阶段就存入调用类的常量池中了）；
public class ClassLoadingTest {
public static void main(String[] args) {
// 主动引用：一定会导致A和Father的初始化
A a = new A();
System.out.println(A.m);
Class.forName("com.test.A");
// 被动引用
A[] array = new A[5]; //不会导致A和Father的初始化
System.out.println(A.b); //只会初始化Father
System.out.println(A.M); //引用常量不会导致A和Father的初始化
}
static {
System.out.println("main所在的类");
}
}
class Father {
static int b = 2;
static {
System.out.println("父类被加载");
}
}
class A extends Father {
static {
System.out.println("子类被加载");
m = 300;
}
static int m = 100;
static final int M = 1;
}类加载器
类加载器的作用：
类加载的作用：将class文件字节码内容加载到内存中，并将这些静态数据转换成方法区的运行时数据结构，然后在堆中生成一个代表这个类的java.lang.Class对象，作为方法区中类数据的访问入口。
类缓存：标准的JavaSE类加载器可以按要求查找类，但一旦某个类被加载到类加载器中，它将维持加载（缓存）一段时间。不过JVM垃圾回收机制可以回收这些Class对象。
JVM 规范定义了如下类型的类的加载器。
//1.获取一个系统类加载器
ClassLoader classloader = ClassLoader.getSystemClassLoader();
System.out.println(classloader);
//2.获取系统类加载器的父类加载器，即扩展类加载器
classloader = classloader.getParent();
System.out.println(classloader);
//3.获取扩展类加载器的父类加载器，即引导类加载器
classloader = classloader.getParent();
System.out.println(classloader);
//4.测试当前类由哪个类加载器进行加载
classloader = Class.forName("exer2.ClassloaderDemo").getClassLoader();
System.out.println(classloader);
//5.测试JDK提供的Object类由哪个类加载器加载
classloader = Class.forName("java.lang.Object").getClassLoader();
System.out.println(classloader);
//6.关于类加载器的一个主要方法：getResourceAsStream(String str):获取类路径下的指定文件的输入流
InputStream in = null;
in = this.getClass().getClassLoader().getResourceAsStream("exer2\\test.properties");
System.out.println(in);创建运行时类的对象
有了Class对象，能做什么？
创建类的对象：调用Class对象的newInstance()方法；
但有两个要求： 1）类必须有一个无参数的构造器。2）类的构造器的访问权限需要足够。
难道没有无参的构造器就不能创建对象了吗？
不是！只要在操作的时候明确的调用类中的构造器，并将参数传递进去之后，才可以实例化操作。步骤如下：
1）通过Class类的getDeclaredConstructor(Class … parameterTypes)取得本类的指定形参类
型的构造器。
2）向构造器的形参中传递一个对象数组进去，里面包含了构造器中所需的各个参数。
3）通过Constructor实例化对象。
//1.根据全类名获取对应的Class对象
String name = "test.Person";
Class clazz = Class.forName(name);
//2.调用指定参数结构的构造器，生成Constructor的实例
Constructor con = clazz.getConstructor(String.class, Integer.class);
//3.通过Constructor的实例创建对应类的对象，并初始化类属性
Person persion = (Person) con.newInstance("zhangsan",20);
System.out.println(persion);获取运行时类的完整结构
1.实现的全部接口
| public Class[] getInterfaces() | 确定此对象所表示的类或接口实现的接口 |
2.所继承的父类
| public Class getSuperclass() | 返回表示此 Class 所表示的实体（类、接口、基本类型）的父类的Class |
3.全部的构造器
| public Constructor |
返回此 Class 对象所表示的类的所有public构造方法 |
| public Constructor |
返回此 Class 对象表示的类声明的所有构造方法 |
Constructor类中：
| public int getModifiers() | 取得修饰符 |
| public String getName() | 取得方法名称 |
| public Class[] getParameterTypes() | 取得参数的类型 |
4.全部的方法
| public Method[] getDeclaredMethods() | 返回此Class对象所表示的类或接口的全部方法 |
| public Method[] getMethods() | 返回此Class对象所表示的类或接口的public的方法 |
Method类中：
| public Class getReturnType() | 取得全部的返回值 |
| public Class[] getParameterTypes() | 取得全部的参数 |
| public int getModifiers() | 取得修饰符 |
| public Class[] getExceptionTypes() | 取得异常信息 |
5.全部的Field
| public Field[] getFields() | 返回此Class对象所表示的类或接口的public的Field |
| public Field[] getDeclaredFields() | 返回此Class对象所表示的类或接口的全部Field |
Field方法中：
| public int getModifiers() | 以整数形式返回此Field的修饰符 |
| public Class getType() | 得到Field的属性类型 |
| public String getName() | 返回Field的名称 |
6. Annotation相关
| get Annotation(Class |
根据注解类型获得相应的注解对象 |
| getDeclaredAnnotations() | 返回一个类或接口上的直接注解信息, 如果类上没有直接注解信息,则返回一个空数组 |
7.泛型相关
| Type getGenericSuperclass() | 获取父类泛型类型 |
| ParameterizedType | 泛型类型 |
| getActualTypeArguments() | 获取实际的泛型类型参数数组 |
8.类所在的包
| Package getPackage() | 类所在的包 |
调用运行时类的指定结构
调用指定方法
通过反射，调用类中的方法，通过Method类完成。步骤：
1.通过Class类的getMethod(String name,Class…parameterTypes)方法取得一个Method对象，并设置此方法操作时所需要的参数类型。
2.之后使用Object invoke(Object obj, Object[] args)进行调用，并向方法中传递要设置的obj对象的参数信息。
Object invoke(Object obj, Object … args)说明：
1.Object 对应原方法的返回值，若原方法无返回值，此时返回null；
2.若原方法若为静态方法，此时形参Object obj可为null；
3.若原方法形参列表为空，则Object[] args为null；
4.若原方法声明为private,则需要在调用此invoke()方法前，显式调用方法对象的setAccessible(true)方法，将可访问private的方法。
调用指定属性
在反射机制中，可以直接通过Field类操作类中的属性，通过Field类提供的set()和get()方法就可以完成设置和取得属性内容的操作。
| public Field getField(String name) | 返回此Class对象表示的类或接口的指定的public的Field |
| Field getDeclaredField(String name) | 返回此Class对象表示的类或接口的指定的Field |
在Field中：
| public Object get(Object obj) | 取得指定对象obj上此Field的属性内容 |
| public void set(Object obj,Object value) | 设置指定对象obj上此Field的属性内容 |
setAccessible方法
Method和Field、Constructor对象都有setAccessible()方法。
setAccessible启动和禁用访问安全检查的开关。
参数值为true则指示反射的对象在使用时应该取消Java语言访问检查。提高反射的效率。如果代码中必须用反射，而该句代码需要频繁的被调用，那么请设置为true。使得原本无法访问的私有成员也可以访问。
参数值为false则指示反射的对象应该实施Java语言访问检查。