Java反射全面详解

目录

1. 什么是反射?

2. 反射有什么用?

3. 获取 Class 字节码文件对象的三种方式(重中之重,面试会问)

3.1 Class.forName("全类名")方式获取;

3.2 类名.class 方式获取

3.3 对象.getClass() 方式获取

3.4 三种方式的通常应用场景

4. 利用反射获取构造方法

5. 利用反射获取属性

6. 通过反射获取成员方法


1. 什么是反射?

首先听这个名字就有些疑惑,什么是反射,它能用来干什么呢?

Java官方对反射的解释是 "反射允许对封装类的字段,方法和构造函数进行编程式访问"。这里的字段指的就是成员变量,方法指的就是成员方法,构造函数就是构造方法。        

2. 反射有什么用?

我们知道,在类中,常用的有字段,构造方法,成员方法。我们的反射就是可以把一个类中所有的字段,构造方法,成员方法全部都获取出来。那么问题又来了,获取出来有什么用呢?

反射用途还是很多的,我们熟知的IDEA开发工具,他可以在我们编写代码时自动给出提示,提示我们有哪些方法可以用,有哪些构造器可以使用,它是怎么做到的呢?说到这里,不难猜出,它其实就是用的反射。

还有如下所示,我们 new 一个对象,但忘记了它可以传递哪些参数,这个时候我们按键盘上的 Ctrl + P 键,它就会自动弹出提示我们需要传递哪些参数,这个其实也使用反射做到的。

Java反射全面详解_第1张图片刚才我们说到了, 反射就是可以把一个类中所有的字段,构造方法,成员方法全部都获取出来。

不仅如此,通过反射我们可以获取的非常全面,非常详细,我们甚至可以获取到。

当我们获取字段(变量)时,不仅可以获取到该变量,还能获取到该变量的访问修饰符,名字,类型,并可以为它赋值或者获取初始值;

当我们获取构造方法时,不仅可以获取到构造方法,还能获取到修饰符,名字,形参,还可以创建对象;

当我们获取成员方法时,不仅可以获取到成员方法,也能获取到该方法的修饰符,名字,形参,还能获取方法的返回值,抛出的异常,以及方法上的注解也能获取到,可以说是有什么就能获取到什么,一点不剩的全都可以拿到。

此外有一点要知道,我们获取字段,构造方法,成员方法不是通过Java文件来获取的,而是通过  Class 字节码文件中获取的。

总的来说可以理解为一句话:通过反射我们可以获取到类中的所有信息。

3. 获取 Class 字节码文件对象的三种方式(重中之重,面试会问)

3.1 Class.forName("全类名")方式获取;

其实这种方式应该并不陌生,如果有小伙伴学过JDBC的,应该都大致了解过,通过Class.forName("com.mysql.jdbc.Driver")来获取该类的字节码文件对象。

下面我简单演示一下吧

如下是一个JavaBean类 Account 

package cn.itcast.user.pojo;

import java.io.Serializable;

public class Account implements Serializable {
    private static final long serialVersionUID = -421643127452356642L;
    // 账户id
    private Integer accountId;
    // 账户人名称
    private String accountName;
    // 账户密码
    private transient String accountPassword;

    public Account(Integer accountId, String accountName, String accountPassword) {
        this.accountId = accountId;
        this.accountName = accountName;
        this.accountPassword = accountPassword;
    }

    public Account() {
    }

    @Override
    public String toString() {
        return "Account{" +
                "accountId=" + accountId +
                ", accountName='" + accountName + '\'' +
                ", accountPassword='" + accountPassword + '\'' +
                '}';
    }

    public Integer getAccountId() {
        return accountId;
    }

    public void setAccountId(Integer accountId) {
        this.accountId = accountId;
    }

    public String getAccountName() {
        return accountName;
    }

    public void setAccountName(String accountName) {
        this.accountName = accountName;
    }

    public String getAccountPassword() {
        return accountPassword;
    }

    public void setAccountPassword(String accountPassword) {
        this.accountPassword = accountPassword;
    }
}

然后我定义一个 main 方法,通过 Class.forName() 的方式来获取,代码如下

public static void main(String[] args) {
        // 这里可能或出现异常,由于是 main 方法中,最好用 try。。。catch,,,捕获
        try {
            System.out.println(Class.forName("cn.itcast.user.pojo.Account"));;
        } catch (ClassNotFoundException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }

我们直接运行此方法,就可以在控制台得到 Account 类的字节码文件对象,如下所示

Java反射全面详解_第2张图片

3.2 类名.class 方式获取

操作方法如下代码

Java反射全面详解_第3张图片

可以看到也没有任何问题,我就不多做解释了;

3.3 对象.getClass() 方式获取

这里必须是想要反射的类的对象,谁调用getClass,得到的就是谁的类对象。如下代码展示

Java反射全面详解_第4张图片

还有一点可以注意一下,getClass() 方法是定义在 Obeject 类中的,所以所有的对象都可以使用此方法。

3.4 三种方式的通常应用场景

如果我想创建一个类的对象,分为以下三种阶段,每一个阶段都有它适当使用的场景。

阶段一:编写Java文件,将Java文件编写成字节码文件,这个阶段也被称为源代码阶段,可以使用 Class.forName() 的方式来获取;

阶段二:当我们把字节码文件加载到内存中准备运行的时候,可以称为加载阶段,这个阶段通常采用 类名.class 的方式获取字节码文件对象;

阶段三:在内存中运行时,我可以创建类对象,这个阶段也被称为运行阶段,通常采用 对象.getClass() 的方式获取字节码文件对象;

4. 利用反射获取构造方法

获取类的字节码文件之后,我们就可以通过字节码文件对象获取构造方法,我们可以获取单个构造器,可以获取所有构造器,还能创建对象。
如下图所示,即为获取构造方法的方法,我们简单测试一下;

Java反射全面详解_第5张图片

如下代码,实体类 Account,我定义了多个构造器,注释如下

public class Account implements Serializable {
    private static final long serialVersionUID = -421643127452356642L;
    // 账户id
    private Integer accountId;
    // 账户人名称
    private String accountName;
    // 账户密码
    private transient String accountPassword;
    
    // 全参构造器
    public Account(Integer accountId, String accountName, String accountPassword) {
        this.accountId = accountId;
        this.accountName = accountName;
        this.accountPassword = accountPassword;
    }
    
    // 一个参数的构造器
    public Account(Integer accountId) {
        this.accountId = accountId;
    }
    
    // 两个参数的构造器
    public Account(Integer accountId, String accountName) {
        this.accountId = accountId;
        this.accountName = accountName;
    }
    
    // 无参构造器
    public Account() {
    }
}

然后我们去 main 方法中测试通过反射获取构造器,代码和注释如下

public class Test01{

    public static void main(String[] args) {
        // 需要先定义一个 Account 类的对象
        Account account = new Account();

        // 根据对象获取类的字节码文件
        Class clazz = account.getClass();


        try {
            // 获取参数类型为 Integer 的构造器
            Constructor con = clazz.getConstructor(Integer.class);

            // 打印输出该构造器
            System.out.println(con);
        } catch (NoSuchMethodException e) {
            e.printStackTrace();
        }

        System.out.println("----------------------------------------------");

        // 构造器本身也是一个对象,这里我们获取多个构造器,用列表进行接收
        Constructor[] constructors = clazz.getConstructors();

        // 输出获取到的所有构造器
        System.out.println(constructors);


    }
}

运行 main 方法,得到如下结果

Java反射全面详解_第6张图片

在获取到类的字节码文件之后,我们不仅可以向上面那样获取到构造方法,还可以获取到更为详细的信息

Java反射全面详解_第7张图片

在上图中可以看到,IDEA给出了大量的提示,我挑几个来说一下可以干什么

getParameterConunt() 获取参数个数;

getParameterTypes()  获取参数类型;

getParameter() 获取所有参数;

getModifiers() 获取该方法的权限修饰符,如 public,private,但返回的值是整数,如果返回1,则说明为public,若返回2,则为private。

看他们的英文名字就能大概了解了,我们的IDEA自动提示功能就是通过这些功能来做到的!

5. 利用反射获取属性

利用反射我们也可以获取到类中的属性,例如刚才的 Account 类,我们可以获取到它的 账户id,账户名称,账户密码等属性,相应方法如下所示

Java反射全面详解_第8张图片

 我们还是需要先获取类的字节码文件,再通过字节码文件的方法获取类中的属性,如下所示

Java反射全面详解_第9张图片

我这里是获取所有的,当然也可以获取单个的,将方法的后缀 s 去掉就可调用获取单个属性的方法,它也和刚才的构造方法一样,可以获取属性的修饰符,还可以获取到属性的变量名,这里就不重复演示了。 

6. 通过反射获取成员方法

如下图中所示的即为获取成员方法的方法,我们也是要通过字节码文件对象来获取

Java反射全面详解_第10张图片

  我们把刚才的 Account 类添加上 get和set方法

通过字节码文件即可获取 get 和 set 方法

Java反射全面详解_第11张图片

还有几个方法我就不一一展示了,也都不难。

其实反射这一章在开发时并不常用,他们主要是应用与框架,如果以后你自己也开发框架的话,会经常用到反射。

另外,获取Class字节码文件的三种方法是面试时常常问到的一个点,各位需要好好记住。

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