详解Java反射机制-技术圈

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反射机制的概念：

反射机制是指在程序运行过程中，对任意一个类都能够获取其所有属性和方法，并且对任意一个对象都能调用其任意一个方法。这种动态获取类和对象的信息，以及动态调用对象的方法的功能被称为Java语言的反射机制。

Class类的介绍：

说到反射，就不得不提起java.lang.Class这个类，JVM为每个加载的class创建了对应的Class实例，并在实例中保存了该class的所有信息，包括类名、包名、父类、实现的接口、所有方法、字段等。那么Class到底是个什么类呢？先看下它的部分源码：

public final class Class<T> implements java.io.Serializable,
                              GenericDeclaration,
                              Type,
                              AnnotatedElement {
    private Class(ClassLoader loader) {
        classLoader = loader;
    }
}

可以看出这个类被声明为final（不可变类），并且它的构造方法是private（私有的），即不可能通过new关键字来创建该实例，但是否可以通过反射机制（很强大）来创建那些构造方法为私有的类的实例呢？答案是几乎都可以，但Class这个类例外，下面可以来验证一下：

自定义一个构造方法是私有的类Test

class Test {
    private Test(){}
    // 只有Test的实例可调用
    public void sayHello(){
        System.out.println("hello");
    }
}

主类如下：

import java.lang.reflect.Constructor;
import java.lang.reflect.InvocationTargetException;

public class Main {
    public static void main(String[] args) throws NoSuchMethodException, IllegalAccessException, InvocationTargetException, InstantiationException {
        // 获得Test类的class实例
        Class cTest = Test.class;
        // 获得Test类的构造方法
        Constructor constructor = cTest.getDeclaredConstructor();
        // 设置访问权限，对于执行非public的之前需先调用这个方法
        constructor.setAccessible(true);
        // 构造Test实例
        Test test = (Test) constructor.newInstance();
        // 调用sayHello方法
        test.sayHello();
    }
}

运行结果：

成功调用sayHello方法，即证明了我们通过反射可以实例化即使构造方法是私有的类的实例。

接下来再看看通过反射构造Class类的实例会怎样？

可以看到再代码14行执行setAccessible(true)方法时就抛异常了，前面已经说过，要想执行非public的必须得先调用setAccessible(true)方法。点进源码看看，

原来如此，它这里做了校验，你要是想访问Class类的构造方法，那么不好意思直接给你抛异常。Java虚拟机规范规定，所有的Class类的class实例均由JVM执行过程中动态加载，即在加载类时，读取定义该类的class文件（字节码文件）创建class实例并放在JVM的方法区中，我们是不可能创建的，只能获得。我们知道类是只会被JVM加载一次，这也说明了类的class实例只有一个，全局唯一且共享，所以不管使用什么方式获取某个类的class实例，该class实例是相同的，使用‘’==‘’返回true。

反射的应用：

Java中的对象有两种类型，即编译时类型和运行时类型。编译时类型在声明对象时所采用的类型，运行时类型指为对象赋值时所采用的类型。在如下代码中，person对象的编译时类型为Person，运行时类型为Student，

Person person = new Student();

因此，程序在编译期间无法预知该对象和类的真实信息，只能通过运行时信息来发现该对象和类的真实信息，而其真实信息（对象的属性和方法）通常通过反射机制来获取，这便是Java语言的反射机制的核心功能。

反射的API：

Java的反射API主要用于在运行过程中动态生成类、接口或对象等信息，其常用API如下：

Class类：用于获取类的属性、方法等信息。
Field类：表示类的成员变量，用于获取和设置类中的属性值
Method类：表示类的方法，用于获取方法的描述信息或执行某个方法
Constructor类：表示类的构造方法

反射的步骤：

1、获取想要操作的类的Class对象，该Class对象是反射的核心，通过它可以调用类的任意方法。

2、调用Class对象所对应的类中定义的方法，这是反射的使用阶段。

3、使用反射API来获取并调用类的属性和方法等信息。

获取Class对象的3种方法如下：

1、调用某个对象的getClass方法以获取该类对应的Class对象：

Test test = new Test();
Class c = test.getClass();

2、调用某个类的class属性以获取该类对应的Class对象：

Class c = Test.class;

3、调用Class类中的forName静态方法以获取该类对应的Class对象，这是最安全、性能也最好的方法：

Class c = Class.forName("test.Test");// 包路径加类名

访问字段：

Class类提供了以下几个方法来获取字段：

Field getField(name)：根据字段名获取某个public的field（包括父类）
Field getDeclaredField(name)：根据字段名获取当前类的某个field（不包括父类）
Field[] getFields()：获取所有public的field（包括父类）
Field[] getDeclaredFields()：获取当前类的所有field（不包括父类）

一个Field对象包含了一个字段的所有信息：

String getName()：返回字段名称
Class getType()：返回字段类型，也是一个Class实例
int getModifiers()：返回字段的修饰符，它是一个int，不同的bit表示不同的含义
get(Object)：返回指定对象Object的字段的值
set(Object, Object)：设置字段的值，第一个Object参数是指定的实例，第二个Object参数是待修改的值

访问方法：

Class类提供了以下几个方法来获取Method：

Method getMethod(name, Class…)：获取某个public的Method（包括父类）
Method getDeclaredMethod(name, Class…)：获取当前类的某个Method（不包括父类）
Method[] getMethods()：获取所有public的Method（包括父类）
Method[] getDeclaredMethods()：获取当前类的所有Method（不包括父类）

一个Method对象包含一个方法的所有信息：

String getName()：返回方法名称
Class getReturnType()：返回方法返回值类型，也是一个Class实例
Class[] getParameterTypes()：返回方法的参数类型，是一个Class数组
int getModifiers()：返回方法的修饰符，它是一个int，不同的bit表示不同的含义
Object invoke(Object instance, Object… parameters)：调用某个对象的方法

访问构造方法：

通过Class实例获取Constructor的方法如下：

getConstructor(Class…)：获取某个public的Constructor
getDeclaredConstructor(Class…)：获取某个Constructor
getConstructors()：获取所有public的Constructor
getDeclaredConstructors()：获取所有Constructor

创建对象的两种方式：

1、使用Class对象的newInstance方法创建该Class对象对应类的实例，这种方法要求该Class对象对应的类有默认的空构造器。

Class c = Test.class;
Test test = (Test) c.newInstance();

2、先使用Class对象获取指定的Constructor对象，再调用Constructor对象的newInstance方法创建Class对象对应类的实例，通过这种方法可以选定构造方法创建实例。

// 获取构造方法Integer(int):
Constructor cons = Integer.class.getConstructor(int.class);
// 调用构造方法:
Integer n1 = (Integer) cons.newInstance(123);

注意：

调用非public的方法时，必须首先通过setAccessible(true)设置允许访问。setAccessible(true)可能会失败。

至此，Java的反射机制介绍到这里

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原文链接：

https://blog.csdn.net/weixin_45685353/article/details/115425373

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