教你精通Java语法之第十三章、反射

简介: 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。1. 反射的意义2. 反射重要的几个类: Class类 、Field类、 Method类、 Constructor类3. 学会合理利用反射,一定要在安全环境下使用。

目录

一、定义

二、用途

三、反射基本信息

四、反射相关的类

4.1Class类

4.1.1Class类中的相关方法(方法的使用方法在后边的示例当中)

编辑 4.2反射示例

4.2.1获得Class对象的三种方式

4.2.2反射的使用

五、反射优点和缺点

六、重点总结


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

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息。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

image.gif编辑

4.1Class类

Class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java文件就最终变成了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。

4.1.1Class类中的相关方法(方法的使用方法在后边的示例当中)

    • 常用获得类相关的方法

    image.gif编辑

      • 常用获得类中属性相关的方法(以下方法返回值为Field相关)

      image.gif编辑

        • 获得类中注解相关的方法

        image.gif编辑

          • 获得类中构造器相关的方法(以下方法返回值为Constructor相关)

          image.gif编辑

            • 获得类中方法相关的方法(以下方法返回值为Method相关)

            image.gif编辑 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。

            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。

            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

            第三种,使用类对象的 getClass() 方法

            class Student{
                //私有属性name
                private String name = "bit";
                //公有属性age
                public 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)");
                }
                //私有方法
                private void eat(){
                    System.out.println("i am eat");
                }
                //公有方法
                public void sleep(){
                    System.out.println("i am pig");
                }
                //私有输出字符串方法
                private void function(String str) {
                    System.out.println(str);
                }
                @Override
                public String toString() {
                    return "Student{" +
                            "name='" + name + '\'' +
                            ", age=" + age +
                            '}';
                }
            }
            public class Test {
                public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException{
                    //Class对象只有一个 ->
                    Student student = new Student();
                    //1.通过getClass获取Class对象
                    Class<?> c1 = student.getClass();
                    //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
                    Class<?> c2 = Student.class;
                    //3、通过 Class 对象的 forName() 静态方法来获取,用的最多,
                    //但可能抛出 ClassNotFoundException 异常,通过throws处理异常
                    Class<?> c3 = Class.forName("Student");
                    //如果在demo包下,则需写全路径名
                    //Class.forName("demo.Student");
                    //c1,c2,c3进行 equals 比较,发现都是true。说明得到的Class对象是同一个,地址相同
                    System.out.println(c1 == c2);
                    System.out.println(c1 == c3);
                    System.out.println(c2 == c3);
                }
            }

            image.gif

            4.2.2反射的使用

            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

            package ByteCode;
            import java.lang.reflect.Constructor;
            import java.lang.reflect.Field;
            import java.lang.reflect.InvocationTargetException;
            import java.lang.reflect.Method;
            /**
             * @Author 12629
             * @Description:
             */
            public class ReflectClassDemo {
                //// 创建对象
                public static void reflectNewInstance() throws ClassNotFoundException,
                        InstantiationException, IllegalAccessException {
                    Class<?> c1 = Class.forName("Student");
                    Student student = (Student)c1.newInstance();
                    System.out.println(student);
                }
                //// 反射私有的构造方法 屏蔽内容为获得公有的构造方法
                public static void reflectPrivateConstructor() {
                    try {
                        Class<?> classStudent = Class.forName("Student");
                        //注意传入对应的参数
                        Constructor<?> declaredConstructorStudent = classStudent.getDeclaredConstructor(String.class,int.class);
                        //Constructor<?> declaredConstructorStudent = classStudent.getConstructor();
                        //设置为true后可修改访问权限
                        declaredConstructorStudent.setAccessible(true);
                        Object objectStudent = declaredConstructorStudent.newInstance("高博",15);
                        //Object objectStudent = declaredConstructorStudent.newInstance();
                        Student student = (Student) objectStudent;
                        System.out.println("获得私有构造哈数且修改姓名和年龄:"+student);
                    } catch (Exception ex) {
                        ex.printStackTrace();
                    }
                }
                //// 反射私有属性
                public static void reflectPrivateField() {
                    try {
                        Class<?> c1 = Class.forName("Student");
                        Student student = (Student)c1.newInstance();
                        Field field = c1.getDeclaredField("name");
                        field.setAccessible(true);
                        //开始修改
                        field.set(student,"aoe");
                        System.out.println(student);
                    }  catch (ClassNotFoundException e) {
                        throw new RuntimeException(e);
                    } catch (InstantiationException e) {
                        throw new RuntimeException(e);
                    } catch (IllegalAccessException e) {
                        throw new RuntimeException(e);
                    } catch (NoSuchFieldException e) {
                        throw new RuntimeException(e);
                    }
                }
                // 反射私有方法
                public static void reflectPrivateMethod() {
                    try {
                        Class<?> c1 = Class.forName("Student");
                        Student student = (Student)c1.newInstance();
                        Method method = c1.getDeclaredMethod("function",String.class);
                        method.setAccessible(true);
                        method.invoke(student,"我是一个参数!");
                    }  catch (ClassNotFoundException e) {
                        throw new RuntimeException(e);
                    } catch (InstantiationException e) {
                        throw new RuntimeException(e);
                    } catch (IllegalAccessException e) {
                        throw new RuntimeException(e);
                    } catch (NoSuchMethodException e) {
                        throw new RuntimeException(e);
                    } catch (InvocationTargetException e) {
                        throw new RuntimeException(e);
                    }
                }
                public static void main(String[] args) {
                    reflectPrivateMethod();
                }
                public static void main1(String[] args) {
                    try {
                        reflectNewInstance();
                    } catch (ClassNotFoundException e) {
                        throw new RuntimeException(e);
                    } catch (InstantiationException e) {
                        throw new RuntimeException(e);
                    } catch (IllegalAccessException e) {
                        throw new RuntimeException(e);
                    }
                }
            }

            image.gif


            五、反射优点和缺点

            优点:

            1. 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

            2. 增加程序的灵活性和扩展性,降低耦合性,提高自适应能力

            3. 反射已经运用在了很多流行框架如:Struts、Hibernate、Spring 等等。

            缺点:

            1. 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

            2. 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 。


            六、重点总结

            1. 反射的意义

            2. 反射重要的几个类: Class类 、Field类、 Method类、 Constructor类

            3. 学会合理利用反射,一定要在安全环境下使用。

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