Java反射有什么用

小編給大家分享一下Java反射有什么用，希望大家閱讀完這篇文章之后都有所收獲，下面讓我們一起去探討吧！

一、回顧：什么是反射？

反射 (Reflection) 是 Java 的特征之一，它允許運行中的 Java 程序獲取自身的信息，并且可以操作類或?qū)ο蟮膬?nèi)部屬性。

Oracle 官方對反射的解釋是：

Reflection enables Java code to discover information about the fields, methods and constructors of loaded classes, and to use reflected fields, methods, and constructors to operate on their underlying counterparts, within security restrictions.
The API accommodates applications that need access to either the public members of a target object (based on its runtime class) or the members declared by a given class. It also allows programs to suppress default reflective access control.

簡而言之，通過反射，我們可以在運行時獲得程序或程序集中每一個類型的成員和成員的信息。程序中一般的對象的類型都是在編譯期就確定下來的，而 Java 反射機制可以動態(tài)地創(chuàng)建對象并調(diào)用其屬性，這樣的對象的類型在編譯期是未知的。所以我們可以通過反射機制直接創(chuàng)建對象，即使這個對象的類型在編譯期是未知的。

反射的核心是 JVM 在運行時才動態(tài)加載類或調(diào)用方法/訪問屬性，它不需要事先（寫代碼的時候或編譯期）知道運行對象是誰。

Java 反射主要提供以下功能：

• 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具有的成員變量和方法（通過反射甚至可以調(diào)用private方法）；

• 在運行時調(diào)用任意一個對象的方法
  

重點：是運行時而不是編譯時

二、反射的主要用途

很多人都認為反射在實際的 Java 開發(fā)應(yīng)用中并不廣泛，其實不然。當(dāng)我們在使用 IDE(如 Eclipse，IDEA)時，當(dāng)我們輸入一個對象或類并想調(diào)用它的屬性或方法時，一按點號，編譯器就會自動列出它的屬性或方法，這里就會用到反射。

反射最重要的用途就是開發(fā)各種通用框架。很多框架（比如 Spring）都是配置化的（比如通過 XML 文件配置 Bean），為了保證框架的通用性，它們可能需要根據(jù)配置文件加載不同的對象或類，調(diào)用不同的方法，這個時候就必須用到反射，運行時動態(tài)加載需要加載的對象。

舉一個例子，在運用 Struts 2 框架的開發(fā)中我們一般會在 struts.xml 里去配置 Action，比如：

<action name="login"
               class="org.ScZyhSoft.test.action.SimpleLoginAction"
               method="execute">
           <result>/shop/shop-index.jsp</result>
           <result name="error">login.jsp</result>
       </action>

配置文件與 Action 建立了一種映射關(guān)系，當(dāng) View 層發(fā)出請求時，請求會被 StrutsPrepareAndExecuteFilter 攔截，然后 StrutsPrepareAndExecuteFilter 會去動態(tài)地創(chuàng)建 Action 實例。比如我們請求 login.action，那么 StrutsPrepareAndExecuteFilter就會去解析struts.xml文件，檢索action中name為login的Action，并根據(jù)class屬性創(chuàng)建SimpleLoginAction實例，并用invoke方法來調(diào)用execute方法，這個過程離不開反射。

對與框架開發(fā)人員來說，反射雖小但作用非常大，它是各種容器實現(xiàn)的核心。而對于一般的開發(fā)者來說，不深入框架開發(fā)則用反射用的就會少一點，不過了解一下框架的底層機制有助于豐富自己的編程思想，也是很有益的。

三、反射的基本運用

上面我們提到了反射可以用于判斷任意對象所屬的類，獲得 Class 對象，構(gòu)造任意一個對象以及調(diào)用一個對象。這里我們介紹一下基本反射功能的使用和實現(xiàn)(反射相關(guān)的類一般都在 java.lang.relfect 包里)。

1、獲得 Class 對象

方法有三種：

(1) 使用 Class 類的 forName 靜態(tài)方法:

 public static Class<?> forName(String className)
``` 
比如在 JDBC 開發(fā)中常用此方法加載數(shù)據(jù)庫驅(qū)動:
```java
 Class.forName(driver);

(2)直接獲取某一個對象的 class，比如:

Class<?> klass = int.class;
Class<?> classInt = Integer.TYPE;

(3)調(diào)用某個對象的 getClass() 方法，比如:

StringBuilder str = new StringBuilder("123");
Class<?> klass = str.getClass();

2、判斷是否為某個類的實例

一般地，我們用 instanceof 關(guān)鍵字來判斷是否為某個類的實例。同時我們也可以借助反射中 Class 對象的 isInstance() 方法來判斷是否為某個類的實例，它是一個 native 方法：

public native boolean isInstance(Object obj);

3、創(chuàng)建實例

通過反射來生成對象主要有兩種方式。

使用Class對象的newInstance()方法來創(chuàng)建Class對象對應(yīng)類的實例。

Class<?> c = String.class;
Object str = c.newInstance();

先通過Class對象獲取指定的Constructor對象，再調(diào)用Constructor對象的newInstance()方法來創(chuàng)建實例。這種方法可以用指定的構(gòu)造器構(gòu)造類的實例。

//獲取String所對應(yīng)的Class對象
Class<?> c = String.class;
//獲取String類帶一個String參數(shù)的構(gòu)造器
Constructor constructor = c.getConstructor(String.class);
//根據(jù)構(gòu)造器創(chuàng)建實例
Object obj = constructor.newInstance("23333");
System.out.println(obj);

4、獲取方法

獲取某個Class對象的方法集合，主要有以下幾個方法：

getDeclaredMethods 方法返回類或接口聲明的所有方法，包括公共、保護、默認（包）訪問和私有方法，但不包括繼承的方法。

public Method[] getDeclaredMethods() throws SecurityException

getMethods 方法返回某個類的所有公用（public）方法，包括其繼承類的公用方法。

public Method[] getMethods() throws SecurityException

getMethod 方法返回一個特定的方法，其中第一個參數(shù)為方法名稱，后面的參數(shù)為方法的參數(shù)對應(yīng)Class的對象。

public Method getMethod(String name, Class<?>... parameterTypes)

只是這樣描述的話可能難以理解，我們用例子來理解這三個方法：

package org.ScZyhSoft.common;
import java.lang.reflect.InvocationTargetException;
import java.lang.reflect.Method;
public class test1 {
 public static void test() throws IllegalAccessException, InstantiationException, NoSuchMethodException, InvocationTargetException {
         Class<?> c = methodClass.class;
         Object object = c.newInstance();
         Method[] methods = c.getMethods();
         Method[] declaredMethods = c.getDeclaredMethods();
         //獲取methodClass類的add方法
         Method method = c.getMethod("add", int.class, int.class);
         //getMethods()方法獲取的所有方法
         System.out.println("getMethods獲取的方法：");
         for(Method m:methods)
             System.out.println(m);
         //getDeclaredMethods()方法獲取的所有方法
         System.out.println("getDeclaredMethods獲取的方法：");
         for(Method m:declaredMethods)
             System.out.println(m);
     }
    }
class methodClass {
    public final int fuck = 3;
    public int add(int a,int b) {
        return a+b;
    }
    public int sub(int a,int b) {
        return a+b;
    }
}

程序運行的結(jié)果如下:

getMethods獲取的方法：
public int org.ScZyhSoft.common.methodClass.add(int,int)
public int org.ScZyhSoft.common.methodClass.sub(int,int)
public final void java.lang.Object.wait() throws java.lang.InterruptedException
public final void java.lang.Object.wait(long,int) throws java.lang.InterruptedException
public final native void java.lang.Object.wait(long) throws java.lang.InterruptedException
public boolean java.lang.Object.equals(java.lang.Object)
public java.lang.String java.lang.Object.toString()
public native int java.lang.Object.hashCode()
public final native java.lang.Class java.lang.Object.getClass()
public final native void java.lang.Object.notify()
public final native void java.lang.Object.notifyAll()
getDeclaredMethods獲取的方法：
public int org.ScZyhSoft.common.methodClass.add(int,int)
public int org.ScZyhSoft.common.methodClass.sub(int,int)

可以看到，通過 getMethods() 獲取的方法可以獲取到父類的方法,比如 java.lang.Object 下定義的各個方法。

5、獲取構(gòu)造器信息

獲取類構(gòu)造器的用法與上述獲取方法的用法類似。主要是通過Class類的getConstructor方法得到Constructor類的一個實例，而Constructor類有一個newInstance方法可以創(chuàng)建一個對象實例:

public T newInstance(Object ... initargs)

此方法可以根據(jù)傳入的參數(shù)來調(diào)用對應(yīng)的Constructor創(chuàng)建對象實例。

6、獲取類的成員變量（字段）信息

主要是這幾個方法，在此不再贅述：

• getFiled：訪問公有的成員變量

• getDeclaredField：所有已聲明的成員變量，但不能得到其父類的成員變量
  

getFileds 和 getDeclaredFields 方法用法同上（參照 Method）。

7、調(diào)用方法

當(dāng)我們從類中獲取了一個方法后，我們就可以用 invoke() 方法來調(diào)用這個方法。invoke 方法的原型為:

public Object invoke(Object obj, Object... args)
        throws IllegalAccessException, IllegalArgumentException,
           InvocationTargetException

下面是一個實例：

public class test1 {
    public static void main(String[] args) throws IllegalAccessException, InstantiationException, NoSuchMethodException, InvocationTargetException {
        Class<?> klass = methodClass.class;
        //創(chuàng)建methodClass的實例
        Object obj = klass.newInstance();
        //獲取methodClass類的add方法
        Method method = klass.getMethod("add",int.class,int.class);
        //調(diào)用method對應(yīng)的方法 => add(1,4)
        Object result = method.invoke(obj,1,4);
        System.out.println(result);
    }
}
class methodClass {
    public final int fuck = 3;
    public int add(int a,int b) {
        return a+b;
    }
    public int sub(int a,int b) {
        return a+b;
    }
}

關(guān)于 invoke 方法的詳解，后面我會專門寫一篇文章來深入解析 invoke 的過程。

8、利用反射創(chuàng)建數(shù)組

數(shù)組在Java里是比較特殊的一種類型，它可以賦值給一個Object Reference。下面我們看一看利用反射創(chuàng)建數(shù)組的例子：

public static void testArray() throws ClassNotFoundException {
        Class<?> cls = Class.forName("java.lang.String");
        Object array = Array.newInstance(cls,25);
        //往數(shù)組里添加內(nèi)容
        Array.set(array,0,"hello");
        Array.set(array,1,"Java");
        Array.set(array,2,"fuck");
        Array.set(array,3,"Scala");
        Array.set(array,4,"Clojure");
        //獲取某一項的內(nèi)容
        System.out.println(Array.get(array,3));
    }

其中的Array類為java.lang.reflect.Array類。我們通過Array.newInstance()創(chuàng)建數(shù)組對象，它的原型是:

public static Object newInstance(Class<?> componentType, int length)
        throws NegativeArraySizeException {
        return newArray(componentType, length);
    }

而 newArray 方法是一個 native 方法，它在 HotSpot JVM 里的具體實現(xiàn)我們后邊再研究，這里先把源碼貼出來：

private static native Object newArray(Class<?> componentType, int length)
        throws NegativeArraySizeException;

源碼目錄：openjdk\hotspot\src\share\vm\runtime\reflection.cpp

arrayOop Reflection::reflect_new_array(oop element_mirror, jint length, TRAPS) {
  if (element_mirror == NULL) {
    THROW_0(vmSymbols::java_lang_NullPointerException());
  }
  if (length < 0) {
    THROW_0(vmSymbols::java_lang_NegativeArraySizeException());
  }
  if (java_lang_Class::is_primitive(element_mirror)) {
    Klass* tak = basic_type_mirror_to_arrayklass(element_mirror, CHECK_NULL);
    return TypeArrayKlass::cast(tak)->allocate(length, THREAD);
  } else {
    Klass* k = java_lang_Class::as_Klass(element_mirror);
    if (k->oop_is_array() && ArrayKlass::cast(k)->dimension() >= MAX_DIM) {
      THROW_0(vmSymbols::java_lang_IllegalArgumentException());
    }
    return oopFactory::new_objArray(k, length, THREAD);
  }
}

另外，Array 類的 set 和 get 方法都為 native 方法，在 HotSpot JVM 里分別對應(yīng) Reflection::array_set 和 Reflection::array_get 方法，這里就不詳細解析了。

四、反射的一些注意事項

由于反射會額外消耗一定的系統(tǒng)資源，因此如果不需要動態(tài)地創(chuàng)建一個對象，那么就不需要用反射。

另外，反射調(diào)用方法時可以忽略權(quán)限檢查，因此可能會破壞封裝性而導(dǎo)致安全問題。

看完了這篇文章，相信你對“Java反射有什么用”有了一定的了解，如果想了解更多相關(guān)知識，歡迎關(guān)注億速云行業(yè)資訊頻道，感謝各位的閱讀！