【Java基础】JavaCore核心-反射技术

原创

互联网小阿祥

发布于 2023-05-28 21:59:44

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@TOC

1.什么是反射技术

Java的反射（reflection）机制是指在程序的运行状态中
- 可以构造任意一个类的对象
- 可以了解任意一个对象所属的类
- 可以了解任意一个类的成员变量和方法
- 可以调用任意一个对象的属性和方法。
这种动态获取程序信息以及动态调用对象的功能称为Java语言的反射机制
核心：得到编译以后得class文件对象，提供了一个Class类型，就是编译后的class类对象

HelloWorld.java -> javac -> HelloWorld.class

Class clz = HelloWorld.class

分类
类字节码 Class （本身也是一个类，是Java反射的源头）
构造器 Constructor
成员变量 Field
方法 Method

2.反射-获取类对象方式

public class ReflexTest {

    public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException {

        //1.类名.class 获取
        Class<User> userClass1 = User.class;
        System.out.println(userClass1);

        //2.对象获取
        User user = new User();
        Class<? extends User> userClass2 = user.getClass();
        System.out.println(userClass2);

        //3.全限定名称获取，Class.forName
        Class<?> userClass3 = Class.forName("com.lixiang.reflex.User");
        System.out.println(userClass3);

        //4.通过classLoader类加载器
        ClassLoader classLoader = ReflexTest.class.getClassLoader();
        Class<?> userClass4 = classLoader.loadClass("com.lixiang.reflex.User");
        System.out.println(userClass4);

    }

}

public class User {

    private String name;

    private int age;

}

反射API比较多，宏观分类
- get+要获取的东西，例如：获取属性为getField()、获取方法为getMethod()
  - 只能获取公有的东西
  - 注意：getMethod可以获取到本类及其父类的方法
- get+Declared+要获取的东西，例如：获取属性为getDeclaredField()、获取方法为geDeclaredtMethod()
  - 可以获取全部的东西
  - 注意：getDeclaredMethod只能获取到本类的方法

3.反射-获取声明构造器

public class ReflexTest {

    public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException, NoSuchMethodException {

        //1.类名.class 获取
        Class<User> userClass = User.class;

        Constructor<?>[] declaredConstructors = userClass.getDeclaredConstructors();

        //获取本类的全部构造方法
        for (Constructor<?> declaredConstructor : declaredConstructors) {
            System.out.println(declaredConstructor.getName() + " "+ declaredConstructor.getParameterCount());
        }

        System.out.println("--------------------");

        //获取String类型的高燥方法
        Constructor<User> declaredConstructor = userClass.getDeclaredConstructor(String.class);
        System.out.println(declaredConstructor.getName() + " "+ declaredConstructor.getParameterCount());

    }
}

4.反射-对象创建实战

JDK9后用构造器创建对象，class.getDeclaredConstructor( ).newInstance( )
日常开发定义的POJO类里面，开发规范都推荐显示的写出空构造函数
一是方便通过反射创建对象，二是子类继承父类时，默认调用super( ) 保证父类有空构造函数

方法名	说明
`T newInstance( )`	根据类的空参的构造器创建对象，类必须提供空参的构造器和public权限
`T newInstance(Object...initargs)`	根据指定的构造方法创建对象

反射创建对象有多种方式，常用步骤如下
根据全类名获取对应的Class对象
调用指定参数结构的构造器，生成Constructor的实例
通过Constructor的实例创建对应类的对象，并初始化类属性

public class ReflexTest {

    public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException, NoSuchMethodException, InvocationTargetException, InstantiationException, IllegalAccessException {

        //1.类名.class 获取
        Class<User> userClass = User.class;

        //创建无参User对象
        Constructor<User> userConstructor1 = userClass.getDeclaredConstructor();
        User user = userConstructor1.newInstance();
        System.out.println(user);

        System.out.println("-----------------------");

        //创建一个参数的对象
        Constructor<User> userConstructor2 = userClass.getDeclaredConstructor(String.class);
        User user1 = userConstructor2.newInstance("李祥");
        System.out.println(user1);
    }

}

5.反射-方法和属性实战

通过class获取方法

方法	说明
`getMethods()`	获取当前运行类和父类中声明的方法，需要是public访问权限的方法
`getDeclaredMethods()`	获取当前运行时类中声明的全部方法，不包含父类中声明的方法

方法method的方法

方法	说明
`getReturnType()`	获取全部的返回值
`getParameterTypes()`	获取全部的参数
`getModifiers()`	获取修饰符
`getExceptionTypes()`	获取异常信息

public class ReflexTest {

    public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException, NoSuchMethodException, InvocationTargetException, InstantiationException, IllegalAccessException {

        //获取类对象
        Class<User> clazz = User.class;

        //获取当前运行类和 父类中声明的方法，需要是public访问权限的方法
        Method[] methods = clazz.getMethods();
        for(Method method:methods){
            System.out.println("修饰符="+method.getModifiers()+",返回值="+method.getReturnType().getName()+",整体="+method);
        }

        System.out.println("——————————————————");

        //返回当前类中所有的方法，无视修饰符
        Method[] declaredMethods = clazz.getDeclaredMethods();
        for(Method method:declaredMethods){

            System.out.println("修饰符="+method.getModifiers()+",返回值="+method.getReturnType().getName()+",整体="+method);
        }
    }

}

通过class对象获取属性

方法名	说明
`getFields( )`	获取当前运行类和父类中声明的属性，需要是public访问权限的属性
`getDeclaredFields( )`	获取当前运行时类中声明的全部属性，不包含父类中声明的属性

属性Field的方法

方法	说明
`getModifiers()`	整数形式返回此`Field`的修饰符，整数对应在 `java.lang.reflect.Modifier`里面
`getType()`	返回 Field的属性类型
`getName()`	返回 Field的名称

public class ReflexTest {

    public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException, NoSuchMethodException, InvocationTargetException, InstantiationException, IllegalAccessException {

        //获取类对象
        Class<User> clazz = User.class;

        //都是private，则获取不了； 属性改为public才行
        Field[] fields = clazz.getFields();
        for(Field field:fields){
            System.out.println("属性名="+field.getName()+",属性类型="+field.getType().getName()+"，属性修饰符="+field.getModifiers());
        }
        System.out.println("——————————————————");

        // 获取当前运行时类中声明的全部属性，不包含父类中声明的属性
        Field[] declaredFields = clazz.getDeclaredFields();
        for(Field field:declaredFields){
            System.out.println("属性名="+field.getName()+",属性类型="+field.getType().getName()+"，属性修饰符="+field.getModifiers());
        }
    }

}

6.反射-属性值操作实战

对反射进行相关操作，但如果构造器、方法、属性没权限怎么操作？
可以通过 setAccessible(true) ，修改访问权限，Method和Field、Constructor对象都有setAccessible()方法

public class ReflexTest {

    public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException, NoSuchMethodException, InvocationTargetException, InstantiationException, IllegalAccessException {

        //获取类对象
        Class<User> clazz = User.class;

        //获取public空构造函数，并创建对象（把构造函数private私有化）
        Constructor<User> declaredConstructor = clazz.getDeclaredConstructor();

        //修改访问权限，true表示暴力反射，攻破权限
        declaredConstructor.setAccessible(true);
        User user = declaredConstructor.newInstance();
        user.setAge(11);
        user.setName("李祥");

        System.out.println(user);
    }
}

Field相关方法

方法	说明
`get(Object obj)`	获取取指定对象`obj`上此`Field`的属性内容
`set(Object obj,Object value)`	设置指定对象`obj`上此`Field`的属性内容

public class ReflexTest {

    public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException, NoSuchMethodException, InvocationTargetException, InstantiationException, IllegalAccessException, NoSuchFieldException {

        Class clazz = User.class;

        //创建运行时类的对象
        //获取类对象

        //获取public空构造函数，并创建对象
        Constructor<User> declaredConstructor = clazz.getDeclaredConstructor();
        //修改访问权限，true表示保留反射
        declaredConstructor.setAccessible(true);
        //创建对象
        User user = declaredConstructor.newInstance();
        System.out.println(user.toString());


        //获取运行时类中指定变量名的属性
        Field name = clazz.getDeclaredField("name");
        //保证当前属性是可访问的

        name.setAccessible(true);
        //设置指定对象的的属性值
        name.set(user,"李祥");

        //打印对象的name属性值
        System.out.println(name.get(user));

        System.out.println(user.toString());
		}
}

7.反射-invoke运行类方法

运行类的指定方法步骤
- 获取class对象，创建对象
- 获取方法，invoke调用
什么是invoke调用 Object invoke(Object obj, Object … args)
- invoke的中文意思是【调用、召唤】
- 用来调用某个类中的方法的，但是它不是通过当前类直接去调用而是通过反射的机制去调用
  - 参数说明：obj是调用类的实例对象， args:调用方的方法参数，是可变长度的
  - Object 对应原方法的返回值，若原方法无返回值，此时返回null
  - 如果原方法为静态方法，此时形参 obj可为null
  - 如果原方法形参列表为空，则args为null
  - 如果原方法声明为private,则需要在调用此invoke()方法前，调用对象的setAccessible(true)方法
编码实战
User类中加入这三个方法

public class ReflexTest {

    public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException, NoSuchMethodException, InvocationTargetException, InstantiationException, IllegalAccessException, NoSuchFieldException {

        //获取类对象
        Class<User> clazz = User.class;

        //获取public空构造函数，并创建对象
        Constructor<User> declaredConstructor = clazz.getDeclaredConstructor();
        //确保有访问权限，true表示暴力反射
        declaredConstructor.setAccessible(true);
        User user = declaredConstructor.newInstance();
        user.setName("李祥");

        System.out.println("—————————调用普通方法———————————");
        //获取指定的某个方法, 参数1,指明获取的方法的名称  参数2,指明获取的方法的形参列表
        Method say = clazz.getDeclaredMethod("say", String.class);
        //保证当前方法是可访问的
        say.setAccessible(true);

        //invoke调用，参数1 方法的调用者  参数2 给方法形参赋值的实参，
        // 返回值 是 对应类中调用的方法的返回值。
        Object returnValue = say.invoke(user, "李祥");
        System.out.println(returnValue);


        System.out.println("—————————调用静态方法———————————");
        //获取指定的某个方法, 参数1,指明获取的方法的名称  参数2,指明获取的方法的形参列表
        Method sleepMethod = clazz.getDeclaredMethod("sleep",String.class);
        //保证可以访问
        sleepMethod.setAccessible(true);

        //调用静态方法，不需要获取类对象。
        Object returnValue2 = sleepMethod.invoke(null,"李祥");
        //如果调用的运行时类中的方法没有返回值，则此invoke()返回null
        System.out.println(returnValue2);
    }
}