Java 反射机制

什么是反射机制

Java的反射（reflection）机制是指在程序的运行状态中，可以构造任意一个类的对象，可以了解任意一个对象所属的类，可以了解任意一个类的成员变量和方法，可以调用任意一个对象的属性和方法。这种动态获取程序信息以及动态调用对象的功能称为Java语言的反射机制。反射被视为动态语言的关键（在运行阶段可以改变其结构）

特点：

1、极大的提高了程序的灵活性和扩展性，降低模块的耦合性，提高自身的适应能力

2、通过反射机制可以让程序创建和控制任何类的对象，无需提前硬编码目标类

3、能够在运行时构造一个类的对象、判断一个类所具有的成员变量和方法、调用一个对象的方法（包括 private），可能会有安全隐患

4、是构建框架技术的基础所在，使用反射可以避免将代码写死在框架中

5、包含动态类型，而 JVM 不能对动态代码优化，所以效率会比较低

 

在Java中可以通过Reflection APIs在运行时动态生成class实体，通过Constructor创建类实例、Field访问成员属性、Method调用方法

Class类

在Java中，每个 class 都有一个相应的 Class 对象。在编译完成后，在生成的.class文件中，会产生一个Class对象，用于表示这个类的类型信息。

特点：

1、由系统创建Class类

2、同一个类的实例指向同一个Class对象

3、通过Class可以完整的得到一个类所有被加载的结构

4、Class类是Java反射的基础

获得Class类的方法：

public class MyReflect {
    public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException {
        Teacher t = new Teacher();
        // 1、通过对象获得
        Class c1 = t.getClass();
        // 2、forName + 全限定名 获得
        Class c2 = Class.forName("reflect.Teacher");
        // 3、通过类名获得
        Class c3 = Teacher.class;
        // 4、基本数据类型的Type属性获得
        Class c4 = Double.TYPE;
        // 5、通过子类的Class对象获得
        Class c5 = c1.getSuperclass();
    }
}
class Person {
    String name;
    public Person() {
    }
}
class Teacher extends Person {
    public Teacher() {
    }
}

 

getXXX为获取 public 构造器、属性、方法

getDeclaredXXX 获取任意构造器、属性、方法(包括private)

setAccessible方法避开权限检测，用以访问权限不足的成员

以下不在赘述

准备：Person类以及Tercher子类

package reflect;

class Person {
    public String name;
    private int age;

    public String getName() {
        return name;
    }

    public void setName(String name) {
        this.name = name;
    }

    public int getAge() {
        return age;
    }

    public void setAge(int age) {
        this.age = age;
    }

    public Person() {
    }

    public Person(String name, int age) {
        this.name = name;
        this.age = age;
    }

    @Override
    public String toString() {
        return "Person{" +
                "name='" + name + '\'' +
                ", age=" + age +
                '}';
    }

    public String greet(String name) {
        return "hello " + name + ".";
    }
}

class Teacher extends Person {

}

Constructor类

java.lang.reflect.Constructor类是java.lang.reflect.Executable类的直接子类，用于表示类的构造方法。通过Class对象的 getConstructors() 方法可以获得当前运行时类的构造方法

public class MyConstructor {
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        Class<Person> c = (Class<Person>) Class.forName("reflect.Person");

//        Object person2 = c.newInstance();   //@Deprecated
//        System.out.println(person2);
        Constructor<Person> constructor = c.getConstructor();
        Person person = constructor.newInstance();
        System.out.println(person);

        // 获取 public 有参构造方法
        Constructor<Person> constructor1 = c.getConstructor(String.class, int.class);
        Person person1 = constructor1.newInstance("JL", 18);
        System.out.println(person1);
        
        // 获取构造方法
        Constructor<Person> constructor2 = c.getDeclaredConstructor(String.class, int.class);
        constructor2.setAccessible(true);
        Person person2 = constructor1.newInstance("JL", 18);
        System.out.println(person2.name);
    }
}

Field类

java.lang.reflect.Field类用于封装成员变量信息，调用Class对象的 getField() 或 getFields() 等方法可以获得当前运行时类的成员变量

public class MyField {
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        Class<?> c = Class.forName("reflect.Person");
        // 在Person类中，无参的构造方法不能省略
        Object p = c.getConstructor().newInstance();

        // 获取 public 成员变量
        Field[] fields = c.getFields();
        // 获取所有成员变量（包括 private)
        Field[] allFields = c.getDeclaredFields();
        //获取指定名称public变量
        Field f1 = c.getField("name");
        // 成员变量set、get
        f1.set(p, "JL");
        System.out.println(f1.get(p));

        Field f2 = c.getDeclaredField("age");   // private int age
        // 忽略权限检查，使得 private 成员可以被访问
        f2.setAccessible(true);
        f2.set(p, 18);
        System.out.println(f2.get(p));
    }
}

Method类

java.lang.reflect.Method类是java.lang.reflect.Executable类的直接子类，用于封装成员方法的信息，调用Class对象的 getMethod() 方法或 getMethods() 方法可以获得当前运行时类的指定方法或所有方法

public class MyMethod {
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        Class<Person> c = (Class<Person>) Class.forName("reflect.Person");
        Person p = c.getConstructor().newInstance();
        // 获取所有 public 方法
        Method[] methods = c.getMethods();
        // 获取 greet 方法
        Method method1 = c.getMethod("greet", String.class);
        //执行 greet 方法
        System.out.println(method1.invoke(p, "JL"));
    }
}

PS：主要简单说明反射的使用，关于类加载机制，性能分析等没有说明