反射

Class类

　　除了int等基本类型外，Java的其他类型全部都是class（包括interface）。

　　class是由JVM在执行过程中动态加载的。JVM在第一次读取到一种class类型时，将其加载进内存。每加载一种class，JVM就为其创建一个Class类型的实例，并关联起来。注意：这里的Class类型是一个名叫Class的class。

public final class Class {
    private Class() {}
}

　　以String类为例，当JVM加载String类时，它首先读取String.class文件到内存，然后，为String类创建一个Class实例并关联起来。这个Class实例是JVM内部创建的，如果我们查看JDK源码，可以发现Class类的构造方法是private，只有JVM能创建Class实例，我们自己的Java程序是无法创建Class实例的。所以，JVM持有的每个Class实例都指向一个数据类型（class或interface）

　　由于JVM为每个加载的class创建了对应的Class实例，并在实例中保存了该class的所有信息，包括类名、包名、父类、实现的接口、所有方法、字段等，因此，如果获取了某个Class实例，我们就可以通过这个Class实例获取到该实例对应的class的所有信息。这种通过Class实例获取class信息的方法称为反射（Reflection）。

　　如何获取一个class的Class实例？有三个方法：

　　方法一：直接通过一个class的静态变量class获取：

　　　　Class cls = String.class;

　　方法二：如果我们有一个实例变量，可以通过该实例变量提供的getClass()方法获取：

　　　　String s = "Hello";
　　　　Class cls = s.getClass();

　　方法三：如果知道一个class的完整类名，可以通过静态方法Class.forName()获取：

　　　　Class cls = Class.forName("java.lang.String");

　　因为Class实例在JVM中是唯一的，所以，上述方法获取的Class实例是同一个实例。可以用==比较两个Class实例。

Class cls1 = String.class;

String s = "Hello";
Class cls2 = s.getClass();

boolean sameClass = cls1 == cls2; // true

 

　　Class实例比较和instanceof的差别：

Integer n = new Integer(123);

boolean b3 = n instanceof Integer; // true
boolean b4 = n instanceof Number; // true

boolean b1 = n.getClass() == Integer.class; // true
boolean b2 = n.getClass() == Number.class; // false

　　用instanceof不但匹配当前类型，还匹配当前类型的子类。而用==判断class实例可以精确地判断数据类型，但不能作子类型比较。

　　Class实例的具体使用参考：https://www.liaoxuefeng.com/wiki/1252599548343744/1264799402020448

 

 

访问字段

　　对任意的一个Object实例，只要我们获取了它的Class，就可以获取它的一切信息。

　　

　　Class类提供了以下几个方法来获取字段：

• Field getField(name)：根据字段名获取某个public的field（包括父类）
• Field getDeclaredField(name)：根据字段名获取当前类的某个field（不包括父类）
• Field[] getFields()：获取所有public的field（包括父类）
• Field[] getDeclaredFields()：获取当前类的所有field（不包括父类）

　　一个Field对象包含了一个字段的所有信息：

• getName()：返回字段名称，例如，"name"；
• getType()：返回字段类型，也是一个Class实例，例如，String.class；
• getModifiers()：返回字段的修饰符，它是一个int，不同的bit表示不同的含义。

class Student extends Person {
    public int score;
    private int grade;
}

class Person {
    public String name;
}

Class stdClass = Student.class;
// 获取public字段"score":
System.out.println(stdClass.getField("score"));  //public int Student.score
// 获取继承的public字段"name":
System.out.println(stdClass.getField("name"));  //public java.lang.String Person.name
// 获取private字段"grade":
System.out.println(stdClass.getDeclaredField("grade"));

 

 

调用方法

　　可以通过Class实例获取所有Method信息。Class类提供了以下几个方法来获取Method：

• Method getMethod(name, Class...)：获取某个public的Method（包括父类）
• Method getDeclaredMethod(name, Class...)：获取当前类的某个Method（不包括父类）
• Method[] getMethods()：获取所有public的Method（包括父类）
• Method[] getDeclaredMethods()：获取当前类的所有Method（不包括父类）

 

　　一个Method对象包含一个方法的所有信息：

• getName()：返回方法名称，例如："getScore"；
• getReturnType()：返回方法返回值类型，也是一个Class实例，例如：String.class；
• getParameterTypes()：返回方法的参数类型，是一个Class数组，例如：{String.class, int.class}；
• getModifiers()：返回方法的修饰符，它是一个int，不同的bit表示不同的含义。

　　详细使用见：https://www.liaoxuefeng.com/wiki/1252599548343744/1264803678201760

 

调用构造方法

　　如果通过反射来创建新的实例，可以调用Class提供的newInstance()方法：

Person p = Person.class.newInstance();

　　调用Class.newInstance()的局限是，它只能调用该类的public无参数构造方法。如果构造方法带有参数，或者不是public，就无法直接通过Class.newInstance()来调用。

 

　　为了调用任意的构造方法，Java的反射API提供了Constructor对象，它包含一个构造方法的所有信息，可以创建一个实例。Constructor对象和Method非常类似，不同之处仅在于它是一个构造方法，并且，调用结果总是返回实例

        Constructor cons1 = Integer.class.getConstructor(int.class);
        // 调用构造方法:
        Integer n1 = (Integer) cons1.newInstance(123);
        System.out.println(n1);

        // 获取构造方法Integer(String)
        Constructor cons2 = Integer.class.getConstructor(String.class);
        Integer n2 = (Integer) cons2.newInstance("456");
        System.out.println(n2);

　　

　　通过Class实例获取Constructor的方法如下：

• getConstructor(Class...)：获取某个public的Constructor；
• getDeclaredConstructor(Class...)：获取某个Constructor；
• getConstructors()：获取所有public的Constructor；
• getDeclaredConstructors()：获取所有Constructor。

　　注意Constructor总是当前类定义的构造方法，和父类无关，因此不存在多态的问题。

　　调用非public的Constructor时，必须首先通过setAccessible(true)设置允许访问。setAccessible(true)可能会失败。