Java的反射机制
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反射的概述
JAVA反射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一个方法和属性；这种动态获取的信息以及动态调用对象的方法的功能称为java语言的反射机制。
要想解剖一个类，必须先要获取到该类的字节码文件对象。而解剖使用的就是Class类中的方法，所以先要获取到每一个字节码文件对应的Class类型的对象。反射是框架设计的灵魂。 在JVM加载一个类时，会在方法区创建这一个类的Class类型的对象。
反射就是把java类中的各种成分映射成一个个的Java对象。例如一个类有成员变量、方法、构造方法、包等等信息，利用反射技术可以对一个类进行解剖，把个个组成部分映射成一个个对象（其实：一个类中这些成员方法、构造方法、在加入类中都有一个类来描述）。
如图是类的正常加载过程：反射的原理在于Class对象
Class类的API
Class 类的实例表示正在运行的 Java 应用程序中的类和接口。也就是jvm中所有实例的每个类都有该Class对象（包括基本数据类型）。
Class 没有公共构造方法。Class 对象是在加载类时由 Java 虚拟机以及通过调用类加载器中的defineClass 方法自动构造的。 也就是这不需要我们自己去处理创建，JVM已经帮我们创建好了。共有64个方法。
获取Class对象的三种方式
- 调用继承自Object类中的getClass方法；
- 任何数据类型（包括基本数据类型）都有一个静态的class属性；
- 通过Class类的静态方法：forName(String className)。
public class Reflection1 { public static void main(String[] args) { // 第一种方式获取Class对象 Student stu1 = new Student();//产生了一个Student对象和一个Class对象 Class stuClass1 = stu1.getClass(); System.out.println(stuClass1.getName()); // 第二种方式获取Class对象 Class stuClass2 = Student.class; System.out.println(stuClass1 == stuClass2); // 第三种方式获取Class对象 try { // 带包名的类路径 Class stuClass3 = Class.forName("tjtulong.reflect.Student"); System.out.println(stuClass1 == stuClass2); } catch (ClassNotFoundException e) { e.printStackTrace(); } }}class Student{ } 在运行期间，一个类只有一个Class对象产生。
三种获取Class对象的方法比较：第一种方法已经创建了对象，再获取类的Class对象没有意义；第二种方法需要导包，否则会编译错误，依赖性太强；第三种方法通过传入字符串即可创建类对象，还可以利用配置文件，较为常用。
通过反射获取构造方法
创建Student1对象，共6种构造方法：
public class Student1 { // 默认构造方法 Student1(String str) { System.out.println("默认的构造方法 s = " + str); } // 无参构造 public Student1() { System.out.println("调用了共有无参构造..."); } // 有一个参数的构造方法 public Student1(char name) { System.out.println("姓名：" + name); } //有多个参数的构造方法 public Student1(String name, int age) { System.out.println("姓名：" + name + "年龄：" + age);//这的执行效率有问题，以后解决。 } //受保护的构造方法 protected Student1(boolean n) { System.out.println("受保护的构造方法 n = " + n); } //私有构造方法 private Student1(int age) { System.out.println("私有的构造方法 年龄：" + age); }} 获取构造方法：
- 批量的方法： public Constructor[] getConstructors()：所有公有的构造方法 public Constructor[] getDeclaredConstructors()：获取所有的构造方法(包括私有、受保护、默认、公有)
- 获取单个的方法，并调用： public Constructor getConstructor(Class… parameterTypes):获取单个公有的构造方法： public Constructor getDeclaredConstructor(Class… parameterTypes):获取某个构造方法，可以是私有的，或受保护、默认、公有；
调用构造方法：Constructor–>newInstance(Object… initargs)
public class Constructors { public static void main(String[] args) throws Exception { Class clazz = Class.forName("tjtulong.reflect.Student1"); // 获取所有共有构造方法 System.out.println("***************所有共有构造方法***************"); Constructor[] conArray = clazz.getConstructors(); for (Constructor c : conArray) { System.out.println(c); } System.out.println("***************所有构造方法***************"); conArray = clazz.getDeclaredConstructors(); for (Constructor c : conArray) { System.out.println(c); } System.out.println("***************公有、无参构造方法***************"); Constructor con = clazz.getConstructor(null); System.out.println("con = " + con); //调用构造方法 Object obj = con.newInstance(); Student1 stu = (Student1)obj; System.out.println("***************私有参构造方法***************"); con = clazz.getDeclaredConstructor(char.class); System.out.println(con); //调用构造方法 con.setAccessible(true);//暴力访问 obj = con.newInstance('男'); }} 结果为：
***************所有共有构造方法***************public tjtulong.reflect.Student1(java.lang.String,int)public tjtulong.reflect.Student1(char)public tjtulong.reflect.Student1()***************所有构造方法***************private tjtulong.reflect.Student1(int)protected tjtulong.reflect.Student1(boolean)public tjtulong.reflect.Student1(java.lang.String,int)public tjtulong.reflect.Student1(char)public tjtulong.reflect.Student1()tjtulong.reflect.Student1(java.lang.String)***************公有、无参构造方法***************con = public tjtulong.reflect.Student1()调用了共有无参构造...***************私有参构造方法***************public tjtulong.reflect.Student1(char)姓名：男
获取成员变量
Student2类：
public class Student2 { public Student2(){ } //**********字段*************// public String name; protected int age; char sex; private String phoneNum; @Override public String toString() { return "Student [name=" + name + ", age=" + age + ", sex=" + sex + ", phoneNum=" + phoneNum + "]"; }} 获取成员变量并调用：
- 批量的获取： Field[] getFields():获取所有的公有字段 Field[] getDeclaredFields():获取所有字段，包括私有、受保护、默认、公有；
- 获取单个的： public Field getField(String fieldName):获取某个"公有的"字段； public Field getDeclaredField(String fieldName):获取某个字段(可以是私有的)
设置字段的值：Field --> public void set(Object obj, Object value)
obj: 要设置的字段所在的对象； value: 要为字段设置的值。public class Fields { public static void main(String[] args) throws Exception { //1.获取Class对象 Class stuClass = Class.forName("tjtulong.reflect.Student2"); //2.获取字段 System.out.println("************获取所有公有的字段********************"); Field[] fieldArray = stuClass.getFields(); for(Field f : fieldArray){ System.out.println(f); } System.out.println("************获取所有的字段(包括私有、受保护、默认的)********************"); fieldArray = stuClass.getDeclaredFields(); for(Field f : fieldArray){ System.out.println(f); } System.out.println("*************获取公有字段并调用***********************************"); Field f = stuClass.getField("name"); System.out.println(f); Object obj = stuClass.getConstructor().newInstance(); //为字段设置值 f.set(obj, "刘德华"); System.out.println("验证姓名：" + f.get(obj)); System.out.println("**************获取私有字段并调用********************************"); f = stuClass.getDeclaredField("phoneNum"); System.out.println(f); f.setAccessible(true);//暴力反射，解除私有限定 f.set(obj, "18888889999"); }} 输出结果：
************获取所有公有的字段********************public java.lang.String tjtulong.reflect.Student2.name************获取所有的字段(包括私有、受保护、默认的)********************public java.lang.String tjtulong.reflect.Student2.nameprotected int tjtulong.reflect.Student2.agechar tjtulong.reflect.Student2.sexprivate java.lang.String tjtulong.reflect.Student2.phoneNum*************获取公有字段并调用***********************************public java.lang.String tjtulong.reflect.Student2.name验证姓名：刘德华**************获取私有字段并调用********************************private java.lang.String tjtulong.reflect.Student2.phoneNum
获取成员方法
public class Student3 { public void show1(String s){ System.out.println("调用了：公有的，String参数的show1(): s = " + s); } protected void show2(){ System.out.println("调用了：受保护的，无参的show2()"); } void show3(){ System.out.println("调用了：默认的，无参的show3()"); } private String show4(int age){ System.out.println("调用了，私有的，并且有返回值的，int参数的show4(): age = " + age); return "abcd"; }} 获取成员方法并调用：
- 批量获取成员方法： public Method[] getMethods():获取所有公有方法，包含了父类的方法，也包含Object类； public Method[] getDeclaredMethods():获取所有的成员方法，包括私有的，但不包括继承的方法。
- 获取单个的成员方法： public Method getMethod(String name,Class<?>… parameterTypes) 参数：name : 方法名；Class … : 形参的Class类型对象 public Method getDeclaredMethod(String name,Class<?>… parameterTypes)
调用方法：
Method --> public Object invoke(Object obj,Object… args): 参数说明： obj : 要调用方法的对象； args:调用方式时所传递的实参；public class MethodClass { public static void main(String[] args) throws Exception { //1.获取Class对象 Class stuClass = Class.forName("tjtulong.reflect.Student3"); //2.获取所有公有方法 System.out.println("***************获取所有的公有方法*******************"); stuClass.getMethods(); Method[] methodArray = stuClass.getMethods(); for(Method m : methodArray){ System.out.println(m); } System.out.println("***************获取所有的方法，包括私有的*******************"); methodArray = stuClass.getDeclaredMethods(); for(Method m : methodArray){ System.out.println(m); } System.out.println("***************获取公有的show1()方法*******************"); Method m = stuClass.getMethod("show1", String.class); System.out.println(m); //实例化一个Student对象 Object obj = stuClass.getConstructor().newInstance(); m.invoke(obj, "刘德华"); System.out.println("***************获取私有的show4()方法******************"); m = stuClass.getDeclaredMethod("show4", int.class); System.out.println(m); m.setAccessible(true);//解除私有限定 Object result = m.invoke(obj, 20);//需要两个参数，一个是要调用的对象（获取有反射），一个是实参 System.out.println("返回值：" + result); }} 输出结果为：
***************获取所有的公有方法*******************public void tjtulong.reflect.Student3.show1(java.lang.String)public final void java.lang.Object.wait() throws java.lang.InterruptedExceptionpublic final void java.lang.Object.wait(long,int) throws java.lang.InterruptedExceptionpublic final native void java.lang.Object.wait(long) throws java.lang.InterruptedExceptionpublic 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()***************获取所有的方法，包括私有的*******************protected void tjtulong.reflect.Student3.show2()void tjtulong.reflect.Student3.show3()private java.lang.String tjtulong.reflect.Student3.show4(int)public void tjtulong.reflect.Student3.show1(java.lang.String)***************获取公有的show1()方法*******************public void tjtulong.reflect.Student3.show1(java.lang.String)调用了：公有的，String参数的show1(): s = 刘德华***************获取私有的show4()方法******************private java.lang.String tjtulong.reflect.Student3.show4(int)调用了，私有的，并且有返回值的，int参数的show4(): age = 20返回值：abcd
反射main方法
public class Student4 { public static void main(String[] args) { System.out.println("main方法被执行了..."); }} 调用main方法：
public class Main { public static void main(String[] args) { try { //1、获取Student对象的字节码 Class clazz = Class.forName("fanshe.main.Student"); //2、获取main方法 Method methodMain = clazz.getMethod("main", String[].class);//第一个参数：方法名称，第二个参数：方法形参的类型， //3、调用main方法 // methodMain.invoke(null, new String[]{"a","b","c"}); //第一个参数，对象类型，因为方法是static静态的，所以为null可以，第二个参数是String数组，这里要注意在jdk1.4时是数组，jdk1.5之后是可变参数 //这里拆的时候将 new String[]{"a","b","c"} 拆成3个对象。。。所以需要将它强转。 methodMain.invoke(null, (Object)new String[]{ "a","b","c"});//方式一 // methodMain.invoke(null, new Object[]{new String[]{"a","b","c"}});//方式二 } catch (Exception e) { e.printStackTrace(); } }} 利用配置文件反射
创建要反射的类：
public class Student4 { public void show(){ System.out.println("配置文件反射..."); }} 创建一个配置文件pro.properties：
className = tjtulong.reflect.StudentmethodName = show
利用配置文件+反射调用方法：
import java.io.FileReader;import java.lang.reflect.Method;import java.util.Properties;public class Demo { public static void main(String[] args) throws Exception { Class clazz = Class.forName(getValue("className")); //获取show()方法 Method m = clazz.getMethod(getValue("methodName")); //调用show()方法 m.invoke(clazz.getConstructor().newInstance()); } private static String getValue(String string) throws Exception { Properties properties = new Properties(); FileReader in = new FileReader("hello01\\src\\pro.properties"); properties.load(in); in.close(); return properties.getProperty(string); }} 通过反射穿越泛型检查
泛型用在编译期，编译过后泛型擦除（消失掉）。所以是可以通过反射越过泛型检查：
import java.lang.reflect.Method;import java.util.ArrayList; /* * 通过反射越过泛型检查 * * 例如：有一个String泛型的集合，怎样能向这个集合中添加一个Integer类型的值？ */public class Demo { public static void main(String[] args) throws Exception{ ArrayList strList = new ArrayList<>(); strList.add("aaa"); strList.add("bbb"); // strList.add(100); //获取ArrayList的Class对象，反向的调用add()方法，添加数据 Class listClass = strList.getClass(); //得到 strList 对象的字节码 对象 //获取add()方法 Method m = listClass.getMethod("add", Object.class); //调用add()方法 m.invoke(strList, 100); //遍历集合 for(Object obj : strList){ System.out.println(obj); } }} 控制台输出：
aaa bbb 100反射的优点：
- 可扩展性 ：应用程序可以利用全限定名创建可扩展对象的实例，来使用来自外部的用户自定义类。
- 类浏览器和可视化开发环境 ：一个类浏览器需要可以枚举类的成员。可视化开发环境（如 IDE）可以从利用反射中可用的类型信息中受益，以帮助程序员编写正确的代码。
- 调试器和测试工具 ： 调试器需要能够检查一个类里的私有成员。测试工具可以利用反射来自动地调用类里定义的可被发现的 API 定义，以确保一组测试中有较高的代码覆盖率。
反射的缺点：
尽管反射非常强大，但也不能滥用。如果一个功能可以不用反射完成，那么最好就不用。在我们使用反射技术时，下面几条内容应该牢记于心。
- 性能开销 ：反射涉及了动态类型的解析，所以 JVM 无法对这些代码进行优化。因此，反射操作的效率要比那些非反射操作低得多。我们应该避免在经常被执行的代码或对性能要求很高的程序中使用反射。
- 安全限制 ：使用反射技术要求程序必须在一个没有安全限制的环境中运行。如果一个程序必须在有安全限制的环境中运行，如 Applet，那么这就是个问题了。
- 内部暴露 ：由于反射允许代码执行一些在正常情况下不被允许的操作（比如访问私有的属性和方法），所以使用反射可能会导致意料之外的副作用，这可能导致代码功能失调并破坏可移植性。反射代码破坏了抽象性，因此当平台发生改变的时候，代码的行为就有可能也随着变化。
转载地址：http://oxgmi.baihongyu.com/
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