反射的概述
- 什么是反射
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。
- 反射的基本信息
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 = new Student()；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。
- 反射的用途
- 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 。
- 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。
反射的使用
反射常用的类
Class类：表示类型的类。可以使用Class对象获取类的信息，包括类名、修饰符、父类、接口、字段、方法和构造函数。Field类：表示类中的字段。可以使用Field对象获取字段的信息，包括字段名、修饰符和类型，并可以获取或设置字段的值。Method类：表示类中的方法。可以使用Method对象获取方法的信息，包括方法名、修饰符、参数类型和返回类型，并可以调用方法。Constructor类：表示类中的构造函数。可以使用Constructor对象获取构造函数的信息，包括修饰符和参数类型，并可以使用构造方法
通过反射获取Class对象
反射获取对象一共有三种方式：
- 使用
Class.forName方法：可以指定类的全限定名（包括包名）来获取Class对象。 - 使用
obj.getClass方法：可以获取某个对象所属类的Class对象。 - 使用
Type.class表达式：可以直接获取某种类型（包括基本类型）的Class对象。
下面我们演示使用三种方式得到的对象是否是同一个对象，我们来获取相关Student类的类信息对象。
Student类定义：
class Student{
//私有属性name
private String name = "rong";
//公有属性age
public int age = 18;
//不带参数的构造方法
public Student(){
System.out.println("Student()");
}
//带两个参数的构造方法
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 eating");
}
public void sleep(){
System.out.println("i am sleeping");
}
private void function(String str) {
System.out.println("私有方法function被调用:"+str);
}
@Override
public String toString() {
return "Student{" +
"name='" + name + '\'' +
", age=" + age +
'}';
}
}获取对应类的Class对象：
public static void main(String[] args) {
//有3种方式可以获取Class对象
//1.通过对象的getClass()方法
Student student1 = new Student();
Class<?> c1 = student1.getClass();
//2、通过类名.class获取
Class<?> c2 = Student.class;
//3. forName(“路径”)
Class<?> c3 = null;
try {
c3 = Class.forName("Student");
} catch (ClassNotFoundException e) {
throw new RuntimeException(e);
}
System.out.println(c1.equals(c2));
System.out.println(c1.equals(c3));
System.out.println(c2.equals(c3));
}执行结果:
true
true
true可以看到，三种方式获取到的对象是同一个。
获取字段、方法和构造函数的方式
- 使用
Class.getField、Class.getDeclaredField方法：可以获取指定名称的公共字段或所有字段（包括私有字段）。 - 使用
Class.getMethod、Class.getDeclaredMethod方法：可以获取指定名称和参数类型的公共方法或所有方法（包括私有方法）。 - 使用
Class.getConstructor、Class.getDeclaredConstructor方法：可以获取指定参数类型的公共构造函数或所有构造函数（包括私有构造函数）。
获取字段属性
通过如下过程修改一个对象的私有属性:
- 获取Class对象。
- 创建或通过反射实例化一个需要修改其私有字段的类。
- 通过属性名，调用上述getDeclaredField方法获取对应的属性对象。
- 通过setAccessible方法设置为访问私有属性开权限。
- 通过Field对象的set方法，修改传入对象中的对应属性。
public static void main(String[] args) {
//1.获取Class对象
Class<?> c = Student.class;
try {
//2.通过反射创建实例对象
Student student = (Student) c.newInstance();
//3.获取私有属性name
Field field = c.getDeclaredField("name");
//4.给该私有属性开权限
field.setAccessible(true);
//5.修改该私有属性
field.set(student, "被反射修改的私有属性");
System.out.println(student);
} catch (NoSuchFieldException e) {
e.printStackTrace();
} catch (InstantiationException e) {
e.printStackTrace();
} catch (IllegalAccessException e) {
e.printStackTrace();
}
}运行结果:
Student()
Student{name='被反射修改的私有属性'，age=18}获取方法
通过如下过程获取Student对象中的私有方法function:
- 获取相关Student类的Class对象。
- 创建或通过反射实例化一个Student。
- 通过class对象获取到实例对象中的方法对象，参数为方法名，形参类型列表。
- 为获取的私有方法开访问权限。
- 通过invork方法调用方法。
public static void main(String[] args) {
try {
//1.获取Class对象
Class<?> c = Class.forName("Student");
//2.获取Student的一个实例对象
Student student = (Student) c.newInstance();
//3.通过class对象获取实例的方法对象，参数为方法名，以及形参列表
Method method = c.getDeclaredMethod("function", String.class);
//4.为私有方法开访问权限
method.setAccessible(true);
//5.通过invork方法调用方法
method.invoke(student, "传入私有方法参数");
} catch (ClassNotFoundException e) {
e.printStackTrace();
} catch (NoSuchMethodException e) {
e.printStackTrace();
} catch (InstantiationException e) {
e.printStackTrace();
} catch (IllegalAccessException e) {
e.printStackTrace();
} catch (InvocationTargetException e) {
e.printStackTrace();
}
}运行结果:
Student()
私有方法function被调用：传入私有方法参数获取构造函数
使用反射获取实例对象中构造方法然后创建实例对象:
- 获取Class对象。
- 通过上述的方法获取构造器。
- 如果获取的是私有的构造方法，则需要记得通过构造器的
setAccessible方法将访问权限开启。 - 调用构造器中的
newInstance方法获取对象。
public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException {
//1.获取Clas对象
Class<?> c = Class.forName("Student");
//2.获取指定参数列表的构造器，演示获取Student中的一个私有构造器,参数传形参列表类型
try {
Constructor<?> constructor = c.getDeclaredConstructor(String.class, int.class);
//获取的私有构造方法，需要打开访问权限,默认关闭
constructor.setAccessible(true);
//3.根据获取到的构造器获取实例对象,使用newInstance方法,需要传入构造器需要的参数
Student student = (Student) constructor.newInstance("张三", 20);
System.out.println(student);
} catch (NoSuchMethodException e) {
e.printStackTrace();
} catch (InvocationTargetException e) {
e.printStackTrace();
} catch (InstantiationException e) {
e.printStackTrace();
} catch (IllegalAccessException e) {
e.printStackTrace();
}
}运行结果:
Student(string,name)
Student{name='张三'，age=20}调用方法和构造函数的方式
- 使用
Method.invoke方法：可以调用指定对象的方法，并指定方法的参数值。 - 使用
Constructor.newInstance方法：可以调用构造函数来创建对象，并指定构造函数的参数值。
首先获取到Class对象，然后通过Class对象中的newInstance()方法创建实例对象 .
需要注意的是newInstance()方法的返回值的是一个泛型，在编译阶段会被擦除为Object，所以我们在接收的时候需要强制类型转换 .
public static void main(String[] args) {
//获取相关类的Class对象
Class<?> c = Student.class;
//使用newInstance方法创建实例
try {
//需要进行强转
Student student = (Student) c.newInstance();
System.out.println(student);
} catch (InstantiationException e) {
e.printStackTrace();
} catch (IllegalAccessException e) {
e.printStackTrace();
}
}执行结果：
Student()
Student{name='rong',age=18}总结
在使用反射时，需要注意以下几点：
- 反射是一种高级功能，使用起来相对复杂，需要谨慎操作。
- 反射的效率较低，不应该在高性能要求的代码中使用。
- 反射可能破坏封装性，因为它可以访问并修改私有字段和方法。
- 反射的安全性较低，可能会抛出各种异常，需要进行异常处理。
- 反射可能不稳定，因为它依赖于类的内部结构，如果类的内部结构发生改变，反射代码可能会失效。
尽管如此，反射在Java中仍然是一个非常有用的功能。它可以用于实现动态代理、框架和工具等。但是，在选择使用反射时，应该慎重考虑它是否符合程序的需要，并适当地进行异常处理和性能优化。
![[Java]反射](https://ucc.alicdn.com/3mfxe2r26qbaq/developer-article1631542/20241030/f898c26b8f7546acb223556e98df9b6c.png?x-oss-process=image/resize,h_160,m_lfit)
