Java - 反射
一、定义
Java的反射(reflection)机制是在运行状态中,对于任意一个类,都能够知道这个类的所有属性和方法;对于任
意一个对象,都能够调用它的任意方法和属性,既然能拿到那么,我们就可以修改部分类型信息;这种动态获取信
息以及动态调用对象方法的功能称为java语言的反射(reflection)机制。
二、用途(了解)
1、在日常的第三方应用开发过程中,经常会遇到某个类的某个成员变量、方法或是属性是私有的或是只对系统应
用开放,这时候就可以利用Java的反射机制通过反射来获取所需的私有成员或是方法 。
2、反射最重要的用途就是开发各种通用框架,比如在spring中,我们将所有的类Bean交给spring容器管理,无论
是XML配置Bean还是注解配置,当我们从容器中获取Bean来依赖注入时,容器会读取配置,而配置中给的就是类
的信息,spring根据这些信息,需要创建那些Bean,spring就动态的创建这些类。
三、反射基本信息
Java程序中许多对象在运行时会出现两种类型:运行时类型(RTTI)和编译时类型,例如Person p = newStudent();这句代码中p在编译时类型为Person,运行时类型为Student。程序需要在运行时发现对象和类的真实信心。而通过使用反射程序就能判断出该对象和类属于哪些类。
四、反射相关的类(重要)
类名 | 用途 |
---|---|
Class类 | 代表类的实体,在运行的Java应用程序中表示类和接口 |
Field类 | 代表类的成员变量/类的属性 |
Method类 | 代表类的方法 |
Constructor类 | 代表类的构造方法 |
4.1、Class类(反射机制的起源 )
Class帮助文档代表类的实体,在运行的Java应用程序中表示类和接口 .
Java文件被编译后,生成了.class文件,JVM此时就要去解读.class文件 ,被编译后的Java文件.class也被JVM解析为
一个对象,这个对象就是 java.lang.Class .这样当程序在运行时,每个类就最终变成了Class类对象的一个实例。我们通过Java的反射机制应用到这个实例,就可以去获得甚至去添加改变这个类的属性和动作,使得这个类成为一个动态的类 .
4.1.1、Class类中的相关方法(方法的使用方法在后边的示例当中)
(重要)常用获得类相关的方法
方法 | 用途 |
---|---|
getClassLoader() | 获得类的加载器 |
getDeclaredClasses() | 返回一个数组,数组中包含该类中所有类和接口类的对象(包括私有的) |
forName(String className) | 根据类名返回类的对象 |
newInstance() | 创建类的实例 |
getName() | 获得类的完整路径名字 |
(重要)常用获得类中属性相关的方法(以下方法返回值为Field相关)
方法 | 用途 |
---|---|
getField(String name) | 获得某个公有的属性对象 |
getFields() | 获得所有公有的属性对象 |
getDeclaredField(String name) | 获得某个属性对象 |
getDeclaredFields() | 获得所有属性对象 |
(了解)获得类中注解相关的方法
方法 | 用途 |
---|---|
getAnnotation(Class annotationClass) | 返回该类中与参数类型匹配的公有注解对象 |
getAnnotations() | 返回该类所有的公有注解对象 |
getDeclaredAnnotation(Class annotationClass) | 返回该类中与参数类型匹配的所有注解对象 |
getDeclaredAnnotations() | 返回该类所有的注解对象 |
(重要)获得类中构造器相关的方法(以下方法返回值为Constructor相关)
方法 | 用途 |
---|---|
getConstructor(Class…<?> parameterTypes) | 获得该类中与参数类型匹配的公有构造方法 |
getConstructors() | 获得该类的所有公有构造方法 |
getDeclaredConstructor(Class…<?> parameterTypes) | 获得该类中与参数类型匹配的构造方法 |
getDeclaredConstructors() | 获得该类所有构造方法 |
(重要)获得类中方法相关的方法(以下方法返回值为Method相关)
方法 | 用途 |
---|---|
getMethod(String name, Class…<?> parameterTypes) | 获得该类某个公有的方法 |
getMethods() | 获得该类所有公有的方法 |
getDeclaredMethod(String name, Class…<?> parameterTypes) | 获得该类某个方法 |
getDeclaredMethods() | 获得该类所有方法 |
4.2、 反射示例
4.2.1、获得Class对象的三种方式
在反射之前,我们需要做的第一步就是先拿到当前需要反射的类的Class对象,然后通过Class对象的核心方法,达
到反射的目的,即:在运行状态中,对于任意一个类,都能够知道这个类的所有属性和方法;对于任意一个对象,
都能够调用它的任意方法和属性,既然能拿到那么,我们就可以修改部分类型信息。
下面是一个学生类
class Student {//私有属性nameprivate String name = "bit";//公有属性agepublic int age = 18;//不带参数的构造方法public Student() {System.out.println("Student()");}private Student(String name, int age) {this.name = name;this.age = age;System.out.println("Student(String,name)");}private void eat() {System.out.println("i am eat");}public void sleep() {System.out.println("i am pig");}private void function(String str) {System.out.println(str);}@Overridepublic String toString() {return "Student{" +"name='" + name + '\\'' +", age=" + age +'}';}
}
通过下面三种方法获取Class对象
- 第一种,使用 Class.forName(“类的全路径名”); 静态方法。
前提:已明确类的全路径名。
Class c3 = null;
try {//注意这里是类的全路径,如果有包需要加包的路径c3 = Class.forName("Student");} catch (ClassNotFoundException e) {e.printStackTrace();
}
- 第二种,使用 .class 方法。
说明:仅适合在编译前就已经明确要操作的 Class
/*2.直接通过 类名.class 的方式得到,该方法最为安全可靠,程序性能更高这说明任何一个类都有一个隐含的静态成员变量 class*/Student student = new Student();Class c1 = Student.class;
- 第三种,使用类对象的 getClass() 方法
/*1.通过getClass获取Class对象*/Student student = new Student();Class c1 = student.getClass();
测试效果
public class TestDome {public static void main(String[] args) {Student student = new Student();Class<?> c1 = student.getClass();Class<?> c2 = Student.class;Class<?> c3 = null;try {c3 = Class.forName("test.Student");} catch (ClassNotFoundException e) {e.printStackTrace();}System.out.println(c1);System.out.println(c2);System.out.println(c3);System.out.println(c1 == c3);System.out.println(c1 == c2);System.out.println(c2 == c3);}
}
4.2.2、反射私有的构造方法
接下来我们开始使用反射,我们依旧反射上面的Student类,把反射的逻辑写到另外的类当中进行理解
注意:所有和反射相关的包都在 import java.lang.reflect 包下面。
/* 获取私有的构造方法*/public static void reflectPrivateConstructor(){try {//获取Class对象Class<?> c1 = Class.forName("Student");//通过这样的放回寺访问私有的构造方法,传入私有方法对应的参数Constructor<?> constructor = c1.getDeclaredConstructor(String.class, int.class);//只有加上这个的时候才能访问私有的构造方法,如果不加这个就可以访问普通的构造方法constructor.setAccessible(true);//传入私有方法的参数Student student = (Student)constructor.newInstance("www",18);System.out.println(student);} catch (ClassNotFoundException | NoSuchMethodException e) {e.printStackTrace();} catch (InvocationTargetException e) {e.printStackTrace();} catch (InstantiationException e) {e.printStackTrace();} catch (IllegalAccessException e) {e.printStackTrace();}}
在利用反射访问 私有的 属性/方法 之前,先把获取的 私有的 属性/方法 的权限“打开”【 ().setAccessible(true)】,要不然无法访问。
4.2.3、反射私有属性
public static void reflectPrivateField(){try {//1、获取Class对象Class<?> c1 = Student.class;Field field = c1.getDeclaredField("name");field.setAccessible(true);Student student = (Student) c1.newInstance();//根据对象来更改属性field.set(student,"小明");System.out.println(student);} catch (NoSuchFieldException e) {e.printStackTrace();} catch (InstantiationException e) {e.printStackTrace();} catch (IllegalAccessException e) {e.printStackTrace();}}
4.2.4、反射私有方法
public static void reflectPrivateMethod() {try {Class<?> classStudent = Class.forName("Student");Method methodStudent = classStudent.getDeclaredMethod("function", String.class);System.out.println("私有方法的方法名为:" + methodStudent.getName());//私有的一般都要加methodStudent.setAccessible(true);Object objectStudent = classStudent.newInstance();Student student = (Student) objectStudent;methodStudent.invoke(student, "我是给私有的function函数传的参数");} catch (Exception ex) {ex.printStackTrace();}}
五、反射优点和缺点
优点:
- 对于任意一个类,都能够知道这个类的所有属性和方法;对于任意一个对象,都能够调用它的任意一个方法
- 增加程序的灵活性和扩展性,降低耦合性,提高自适应能力
- 反射已经运用在了很多流行框架如:Struts、Hibernate、Spring 等等。
缺点:
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- 使用反射会有效率问题。会导致程序效率降低。具体参考这里:http://www.imooc.com/article/293679
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- 反射技术绕过了源代码的技术,因而会带来维护问题。反射代码比相应的直接代码更复杂 。
注意:
- 反射重要的几个类: Class类 、Field类、 Method类、 Constructor类
- 学会合理利用反射,一定要在安全环境下使用。