java中的反射知識點整理

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目錄

• Java反射超詳解?

• 1.反射基礎(chǔ)

• 1.1Class類

• 1.2類加載

• 2.反射的使用

• 2.1Class對象的獲取

• 2.2Constructor類及其用法

• 2.4Method類及其用法

Java反射超詳解?

1.反射基礎(chǔ)

Java反射機制是在程序的運行過程中，對于任何一個類，都能夠知道它的所有屬性和方法；對于任意一個對象，都能夠知道它的任意屬性和方法，這種動態(tài)獲取信息以及動態(tài)調(diào)用對象方法的功能稱為Java語言的反射機制。

Java反射機制主要提供以下這幾個功能：

• 在運行時判斷任意一個對象所屬的類

• 在運行時構(gòu)造任意一個類的對象

• 在運行時判斷任意一個類所有的成員變量和方法

• 在運行時調(diào)用任意一個對象的方法

1.1Class類

Class類，Class類也是一個實實在在的類，存在于JDK的java.lang包中。Class類的實例表示java應(yīng)用運行時的類(class ans enum)或接口(interface and annotation)（每個java類運行時都在JVM里表現(xiàn)為一個class對象，可通過類名.class、類型.getClass()、Class.forName("類名")等方法獲取class對象）。數(shù)組同樣也被映射為為class 對象的一個類，所有具有相同元素類型和維數(shù)的數(shù)組都共享該 Class 對象。基本類型boolean，byte，char，short，int，long，float，double和關(guān)鍵字void同樣表現(xiàn)為 class 對象。

到這我們也就可以得出以下幾點信息：

• Class類也是類的一種，與class關(guān)鍵字是不一樣的。

• 手動編寫的類被編譯后會產(chǎn)生一個Class對象，其表示的是創(chuàng)建的類的類型信息，而且這個Class對象保存在同名.class的文件中(字節(jié)碼文件)。

• 每個通過關(guān)鍵字class標識的類，在內(nèi)存中有且只有一個與之對應(yīng)的Class對象來描述其類型信息，無論創(chuàng)建多少個實例對象，其依據(jù)的都是用一個Class對象。

• Class類只存私有構(gòu)造函數(shù)，因此對應(yīng)Class對象只能有JVM創(chuàng)建和加載。

• Class類的對象作用是運行時提供或獲得某個對象的類型信息，這點對于反射技術(shù)很重要(關(guān)于反射稍后分析)。

1.2類加載

1.類加載機制流程

2.類的加載

注：詳細的類加載內(nèi)容，看JVM板塊。

2.反射的使用

2.1Class對象的獲取

在類加載的時候，jvm會創(chuàng)建一個class對象。class對象可以說是反射中最常見的。

獲取class對象的方式的主要三種：

• 根據(jù)類名：類名.class

• 根據(jù)對象：對象.getClass()

• 根據(jù)全限定類名：Class.forName(全限定類名)

public class demo1Main1 {
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        //獲取Class對象的三種對象
        System.out.println("根據(jù)類名：\t" + User.class);
        System.out.println("根據(jù)對象：\t" + new User().getClass());
        System.out.println("根據(jù)全限定類名：\t" + Class.forName("demo1.User"));
        //常用的方法
        Class<User> userClass = User.class;
        System.out.println("獲取全限定類名：\t" + userClass.getName());
        System.out.println("獲取類名：\t" + userClass.getSimpleName());
        System.out.println("實例化：\t" + userClass.newInstance());

    }
}

輸出結(jié)果：

根據(jù)類名：	class demo1.User
根據(jù)對象：	class demo1.User
根據(jù)全限定類名：	class demo1.User
獲取全限定類名：	demo1.User
獲取類名：	User
實例化：	User{name='init', age=0}

再來看看Class類的方法：

• toSting()

public String toString() {
    return (isInterface() ? "interface " : (isPrimitive() ? "" : "class "))
        + getName();
}

toString()方法能夠?qū)ο筠D(zhuǎn)換為字符串，toString()首先判斷Class類型是否是接口類型，也就是說普通類和接口都能用Class對象表示，然后在判斷是否是基本數(shù)據(jù)類型，這里判斷的都是基本數(shù)據(jù)類型和包裝類，還有void類型。

• getName()

獲取類的全限定名稱。（包括包名）即類的完整名稱。

1.如果是引用類型。比如 String.class.getName()→java.lang.String

2.如果是基本數(shù)據(jù)類型。比如 byte.class.getName()→byte

3.如果是數(shù)組類型。比如 new Object[3].getClass().getName()→[Ljava.lang.Object;

• getSimpleName()

獲取類名（不包括包名）。

• getCanonicalName()

獲取全限定的類名(包括包名)。

• toGenericString()

返回類的全限定名稱，而且包括類的修飾符和類型參數(shù)信息。

• forName()

根據(jù)類名獲得一個Class對象的引用，這個方法會使類對象進行初始化。

例如：Class t = Class.forName("java.lang.Thread")就能夠初始化一個Thread線程對象。

在Java中，一共有三種獲取類實例的方式：

1.Class.forName(java.lang.Thread)

2.Thread.class

3.thread.getClass()

• newInstance()
  

創(chuàng)建一個類的實例，代表著這個類的對象。上面forName()方法對類進行初始化，newInstance方法對類進行實例化。使用該方法創(chuàng)建的類，必須帶有無參的構(gòu)造器。

• getClassLoader()

獲取類加載器對象。

• getInterfaces()

獲取當(dāng)前類實現(xiàn)的類或是接口，可能是多個，所以返回的是Class數(shù)組。

• isInterface()

判斷Class對象是否是表示一個接口。

• getFields()

獲得某個類的所有的公共（public）的字段，包括繼承自父類的所有公共字段。 類似的還有getMethods和getConstructors。

• getDeclaredFields

獲得某個類的自己聲明的字段，即包括public、private和proteced，默認但是不包括父類聲明的任何字段。類似的還有getDeclaredMethods和getDeclaredConstructors。

getName、getCanonicalName與getSimpleName的區(qū)別：

• getSimpleName：只獲取類名.

• getName：類的全限定名，jvm中Class的表示，可以用于動態(tài)加載Class對象，例如Class.forName。

• getCanonicalName：返回更容易理解的表示，主要用于輸出（toString）或log打印，大多數(shù)情況下和getName一樣，但是在內(nèi)部類、數(shù)組等類型的表示形式就不同了。

例子：

package com.cry;
public class Test {
    private  class inner{
    }
    public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException {
        //普通類
        System.out.println(Test.class.getSimpleName()); //Test
        System.out.println(Test.class.getName()); //com.cry.Test
        System.out.println(Test.class.getCanonicalName()); //com.cry.Test
        //內(nèi)部類
        System.out.println(inner.class.getSimpleName()); //inner
        System.out.println(inner.class.getName()); //com.cry.Test$inner
        System.out.println(inner.class.getCanonicalName()); //com.cry.Test.inner
        //數(shù)組
        System.out.println(args.getClass().getSimpleName()); //String[]
        System.out.println(args.getClass().getName()); //[Ljava.lang.String;
        System.out.println(args.getClass().getCanonicalName()); //java.lang.String[]
        //我們不能用getCanonicalName去加載類對象，必須用getName
        //Class.forName(inner.class.getCanonicalName()); 報錯
        Class.forName(inner.class.getName());
    }
}

2.2Constructor類及其用法

Constructor類存在于反射包(java.lang.reflect)中，反映的是Class 對象所表示的類的構(gòu)造方法。

獲取Constructor對象是通過Class類中的方法獲取的，Class類與Constructor相關(guān)的主要方法如下：

栗子：

public class ConstructionTest implements Serializable {
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        Class<?> clazz = null;

        //獲取Class對象的引用
        clazz = Class.forName("com.example.javabase.User");

        //第一種方法，實例化默認構(gòu)造方法，User必須無參構(gòu)造函數(shù),否則將拋異常
        User user = (User) clazz.newInstance();
        user.setAge(20);
        user.setName("Jack");
        System.out.println(user);

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

        //獲取帶String參數(shù)的public構(gòu)造函數(shù)
        Constructor cs1 =clazz.getConstructor(String.class);
        //創(chuàng)建User
        User user1= (User) cs1.newInstance("hiway");
        user1.setAge(22);
        System.out.println("user1:"+user1.toString());

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

        //取得指定帶int和String參數(shù)構(gòu)造函數(shù),該方法是私有構(gòu)造private
        Constructor cs2=clazz.getDeclaredConstructor(int.class,String.class);
        //由于是private必須設(shè)置可訪問
        cs2.setAccessible(true);
        //創(chuàng)建user對象
        User user2= (User) cs2.newInstance(25,"hiway2");
        System.out.println("user2:"+user2.toString());

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

        //獲取所有構(gòu)造包含private
        Constructor<?> cons[] = clazz.getDeclaredConstructors();
        // 查看每個構(gòu)造方法需要的參數(shù)
        for (int i = 0; i < cons.length; i++) {
            //獲取構(gòu)造函數(shù)參數(shù)類型
            Class<?> clazzs[] = cons[i].getParameterTypes();
            System.out.println("構(gòu)造函數(shù)["+i+"]:"+cons[i].toString() );
            System.out.print("參數(shù)類型["+i+"]:(");
            for (int j = 0; j < clazzs.length; j++) {
                if (j == clazzs.length - 1)
                    System.out.print(clazzs[j].getName());
                else
                    System.out.print(clazzs[j].getName() + ",");
            }
            System.out.println(")");
        }
    }
}


class User {
    private int age;
    private String name;
    public User() {
        super();
    }
    public User(String name) {
        super();
        this.name = name;
    }

    /**
     * 私有構(gòu)造
     * @param age
     * @param name
     */
    private User(int age, String name) {
        super();
        this.age = age;
        this.name = name;
    }

    public int getAge() {
        return age;
    }

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

    public String getName() {
        return name;
    }

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

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

輸出結(jié)果：

User{age=20, name='Jack'}
--------------------------------------------
user1:User{age=22, name='hiway'}
--------------------------------------------
user2:User{age=25, name='hiway2'}
--------------------------------------------
構(gòu)造函數(shù)[0]:private com.example.javabase.User(int,java.lang.String)
參數(shù)類型[0]:(int,java.lang.String)
構(gòu)造函數(shù)[1]:public com.example.javabase.User(java.lang.String)
參數(shù)類型[1]:(java.lang.String)
構(gòu)造函數(shù)[2]:public com.example.javabase.User()
參數(shù)類型[2]:()

關(guān)于Constructor類本身一些常用方法如下(僅部分，其他可查API)：

栗子：

Constructor cs3 = clazz.getDeclaredConstructor(int.class,String.class);
System.out.println("-----getDeclaringClass-----");
Class uclazz=cs3.getDeclaringClass();
//Constructor對象表示的構(gòu)造方法的類
System.out.println("構(gòu)造方法的類:"+uclazz.getName());

System.out.println("-----getGenericParameterTypes-----");
//對象表示此 Constructor 對象所表示的方法的形參類型
Type[] tps=cs3.getGenericParameterTypes();
for (Type tp:tps) {
    System.out.println("參數(shù)名稱tp:"+tp);
}
System.out.println("-----getParameterTypes-----");
//獲取構(gòu)造函數(shù)參數(shù)類型
Class<?> clazzs[] = cs3.getParameterTypes();
for (Class claz:clazzs) {
    System.out.println("參數(shù)名稱:"+claz.getName());
}
System.out.println("-----getName-----");
//以字符串形式返回此構(gòu)造方法的名稱
System.out.println("getName:"+cs3.getName());

System.out.println("-----getoGenericString-----");
//返回描述此 Constructor 的字符串，其中包括類型參數(shù)。
System.out.println("getoGenericString():"+cs3.toGenericString());

輸出結(jié)果：

-----getDeclaringClass-----
構(gòu)造方法的類:com.example.javabase.User
-----getGenericParameterTypes-----
參數(shù)名稱tp:int
參數(shù)名稱tp:class java.lang.String
-----getParameterTypes-----
參數(shù)名稱:int
參數(shù)名稱:java.lang.String
-----getName-----
getName:com.example.javabase.User
-----getoGenericString-----
getoGenericString():private com.example.javabase.User(int,java.lang.String)

2.3Field類及其用法

Field 提供有關(guān)類或接口的單個字段的信息，以及對它的動態(tài)訪問權(quán)限。反射的字段可能是一個類（靜態(tài)）字段或?qū)嵗侄巍?/p>

同樣的道理，我們可以通過Class類的提供的方法來獲取代表字段信息的Field對象，Class類與Field對象相關(guān)方法如下：

栗子：

public class ReflectField {

    public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException, NoSuchFieldException {
        Class<?> clazz = Class.forName("reflect.Student");
        //獲取指定字段名稱的Field類,注意字段修飾符必須為public而且存在該字段,
        // 否則拋NoSuchFieldException
        Field field = clazz.getField("age");
        System.out.println("field:"+field);

        //獲取所有修飾符為public的字段,包含父類字段,注意修飾符為public才會獲取
        Field fields[] = clazz.getFields();
        for (Field f:fields) {
            System.out.println("f:"+f.getDeclaringClass());
        }

        System.out.println("================getDeclaredFields====================");
        //獲取當(dāng)前類所字段(包含private字段),注意不包含父類的字段
        Field fields2[] = clazz.getDeclaredFields();
        for (Field f:fields2) {
            System.out.println("f2:"+f.getDeclaringClass());
        }
        //獲取指定字段名稱的Field類,可以是任意修飾符的自動,注意不包含父類的字段
        Field field2 = clazz.getDeclaredField("desc");
        System.out.println("field2:"+field2);
    }
}

class Person{
    public int age;
    public String name;
    //省略set和get方法
}

class Student extends Person{
    public String desc;
    private int score;
    //省略set和get方法
}
  輸出結(jié)果: 
field:public int reflect.Person.age
f:public java.lang.String reflect.Student.desc
f:public int reflect.Person.age
f:public java.lang.String reflect.Person.name

================getDeclaredFields====================
f2:public java.lang.String reflect.Student.desc
f2:private int reflect.Student.score
field2:public java.lang.String reflect.Student.desc

上述方法需要注意的是，如果我們不期望獲取其父類的字段，則需使用Class類的getDeclaredField/getDeclaredFields方法來獲取字段即可，倘若需要連帶獲取到父類的字段，那么請使用Class類的getField/getFields，但是也只能獲取到public修飾的的字段，無法獲取父類的私有字段。下面將通過Field類本身的方法對指定類屬性賦值，代碼演示如下：

//獲取Class對象引用
Class<?> clazz = Class.forName("reflect.Student");

Student st= (Student) clazz.newInstance();
//獲取父類public字段并賦值
Field ageField = clazz.getField("age");
ageField.set(st,18);
Field nameField = clazz.getField("name");
nameField.set(st,"Lily");

//只獲取當(dāng)前類的字段,不獲取父類的字段
Field descField = clazz.getDeclaredField("desc");
descField.set(st,"I am student");
Field scoreField = clazz.getDeclaredField("score");
//設(shè)置可訪問，score是private的
scoreField.setAccessible(true);
scoreField.set(st,88);
System.out.println(st.toString());

//輸出結(jié)果：Student{age=18, name='Lily ,desc='I am student', score=88} 

//獲取字段值
System.out.println(scoreField.get(st));
// 88

其中的set(Object obj, Object value) 方法是Field類本身的方法，用于設(shè)置字段的值，而get(Object obj)則是獲取字段的值，當(dāng)然關(guān)于Field類還有其他常用的方法如下：

上述方法可能是較為常用的，事實上在設(shè)置值的方法上，F(xiàn)ield類還提供了專門針對基本數(shù)據(jù)類型的方法，如setInt()/getInt()、setBoolean()/getBoolean、setChar()/getChar()等等方法，這里就不全部列出了，需要時查API文檔即可。需要特別注意的是被final關(guān)鍵字修飾的Field字段是安全的，在運行時可以接收任何修改，但最終其實際值是不會發(fā)生改變的。

2.4Method類及其用法

Method 提供關(guān)于類或接口上單獨某個方法（以及如何訪問該方法）的信息，所反映的方法可能是類方法或?qū)嵗椒ǎòǔ橄蠓椒ǎ?/p>

下面是Class類獲取Method對象相關(guān)的方法：

在通過getMethods方法獲取Method對象時，會把父類的方法也獲取到，如上的輸出結(jié)果，把Object類的方法都打印出來了。而getDeclaredMethod/getDeclaredMethods方法都只能獲取當(dāng)前類的方法。我們在使用時根據(jù)情況選擇即可。下面將演示通過Method對象調(diào)用指定類的方法：

Class clazz = Class.forName("reflect.Circle");
//創(chuàng)建對象
Circle circle = (Circle) clazz.newInstance();

//獲取指定參數(shù)的方法對象Method
Method method = clazz.getMethod("draw",int.class,String.class);

//通過Method對象的invoke(Object obj,Object... args)方法調(diào)用
method.invoke(circle,15,"圈圈");

//對私有無參方法的操作
Method method1 = clazz.getDeclaredMethod("drawCircle");
//修改私有方法的訪問標識
method1.setAccessible(true);
method1.invoke(circle);

//對有返回值得方法操作
Method method2 =clazz.getDeclaredMethod("getAllCount");
Integer count = (Integer) method2.invoke(circle);
System.out.println("count:"+count);

輸出結(jié)果：

draw 圈圈,count=15
drawCircle
count:100

在上述代碼中調(diào)用方法，使用了Method類的invoke(Object obj,Object… args) 第一個參數(shù)代表調(diào)用的對象，第二個參數(shù)傳遞的調(diào)用方法的參數(shù)。這樣就完成了類方法的動態(tài)調(diào)用。

getReturnType方法/getGenericReturnType方法都是獲取Method對象表示的方法的返回類型，只不過前者返回的Class類型后者返回的Type(前面已分析過)，Type就是一個接口而已，在Java8中新增一個默認的方法實現(xiàn)，返回的就參數(shù)類型信息

public interface Type {
    //1.8新增
    default String getTypeName() {
        return toString();
    }
}

而getParameterTypes/getGenericParameterTypes也是同樣的道理，都是獲取Method對象所表示的方法的參數(shù)類型，其他方法與前面的Field和Constructor是類似的。

到此，關(guān)于“java中的反射知識點整理”的學(xué)習(xí)就結(jié)束了，希望能夠解決大家的疑惑。理論與實踐的搭配能更好的幫助大家學(xué)習(xí)，快去試試吧！若想繼續(xù)學(xué)習(xí)更多相關(guān)知識，請繼續(xù)關(guān)注億速云網(wǎng)站，小編會繼續(xù)努力為大家?guī)砀鄬嵱玫奈恼拢?/p>