一文读懂 Java 反射机制那些事
前不久学习了反射机制,来总结下。在此之前,回顾下java程序的编译运行过程,分为三个阶段:源码(.java文件)进过编译生成字节码文件(.class文件),然后jvm加载字节码文件执行程序(runtime)。
前两个步骤(编译阶段)是在硬盘上完成的,后一个步骤(运行阶段)是在内存中完成的,而中间这个衔接就是:jvm通过类加载器----ClassLoader把硬盘中的class文件加载到内存中生成一个Class类的对象,这样就可以使用这个类中的成员变量和方法。一个类默认只会被加载一次,所以这个类对应的Class对象有且仅有一个。
什么是java反射机制?
1983年Smith首次提出反射这个概念,主要指程序可以访问、检测和修改他本身状态或行为的一种能力。
java反射机制是在运行状态中中对类进行解剖并操作类中的构造方法,成员方法,成员属性(主要用于框架中),这种动态获取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。
Class对象和反射机制的联系。
了解了反射机制的概念,那么可见要想利用java反射机制做一些事,那么就要利用Class对象,所以说Class对象是反射的前提。
那么,怎么获取Class对象?
java中有三种方式获取Class对象:
● 类名.class● 对象名.gerClass
● Class.forName("全限定名(包名 + 类名)");
补充:Class对象分两种
1.普通Class对象:基于 引用类型
2.预定义(在jvm中的)Class对象:基于 基本类型 和 void
● 在运行时构造任意一个类的对象
● 在运行时判断任意一个类所具有的成员变量和方法
● 在运行时调用任意一个对象的方法
先准备一个类:
package com.test.demo;
public class Student {
public String name;
private int age;
public Student() {
}
private Student(String name, int age) {
this.name = name;
this.age = age;
}
public void show(String msg){
System.out.println("show方法 = " + msg);
}
private void speak(String msg,int number){
System.out.println("speak方法 = " + msg +":"+ number );
}
@Override
public String toString() {
return "Student{" + "name='" + name + '\'' + ", age=" + age +'}';
}
}
再次之前,我们可以通过公共的空参构造new一个Student,但是无法new私有的满参构造。
Student student = new Student();
现在来反射构造构造器(反射的形式创建实例)
public static void main(String[] args)
throws NoSuchMethodException, IllegalAccessException,
InvocationTargetException, InstantiationException {
//获取Class对象
Class<?> clazz = Student.class;
/*
根据参数类型获取相应的构造器
参数类型是形参类型
*/
Constructor<?> constructor = clazz.getConstructor();
/*
创建实例
参数类型是实参类型(形参一一对应)
*/
Object obj = constructor.newInstance();
System.out.println("obj = " + obj);
}
这样获取到的Student对象和new出来的空参构造器new出来的对象效果一样的(实际业务开发并没有意义)。
前者通过new创建出来对象的方式相比用反射创建的对象更被动,前者 是被new出来的,而用反射,是自己创建自己(对象),构造方法反客为主。
还有一种方式,就是直接通过Class对象创建构造器:
public static void main(String[] args)
throws IllegalAccessException, InstantiationException {
//获取Class对象
Class<?> clazz = Student.class;
/*
默认调用空参构造创建一个实例
jdk9中已过时
*/
Object obj = clazz.newInstance();
System.out.println("obj = " + obj);
}
在Student类中 ,还有一个私有的构造器,正常方式下是不能通过私有构造器创建对象的。,但是反射可以做到:
public static void main(String[] args)
throws NoSuchMethodException, IllegalAccessException,
InvocationTargetException, InstantiationException {
//获取Class对象
Class<?> clazz = Student.class;
/*
获取构造
因为权限是私有,但getConstructor()只能获取public修饰的方法
getDeclaredConstructor():获取声明的方法。只要声明的就可以
*/
Constructor<?> constructor = clazz.getDeclaredConstructor(String.class, int.class);
System.out.println("满参私有构造 :" + constructor);
/*
私有构造,newInstance会产生非法访问异常:java.lang.IllegalAccessException
所以要改变权限setAccessible() -->暴力反射
*/
constructor.setAccessible(true);
Object obj = constructor.newInstance("小明",20);
System.out.println("obj = " + obj);
}
以上就是利用反射来创建一个对象(反射构造器)。
反射的使用2:方法(Method)的反射
接下来看看Student对象内两个方法的反射
我们之前(外部)使用方法,都是都是通过对象调用(非私有)方法,如果是静态方法就是类直接调用。
那么,使用反射调用(非私有)方法,该怎么做?
public static void main(String[] args)
throws NoSuchMethodException, IllegalAccessException,
InvocationTargetException {
//获取Class对象
Student student = new Student();
Class<? extends Student> clazz = student.getClass();
/*
getMethod():获取Class对象里的方法
参数一:方法名
参数二:参数列表类型
*/
Method show = clazz.getMethod("show", String.class);
/*
调用show方法需要对象和参数
invoke()方法:调用的意思
参数一:调用此方法的对象
参数二:调用此方法需要传入的实参
*/
show.invoke(student, "hello public show");
}
反射可以理解为语言语法上的倒装句:
我们平时写代码都是我(对象)去调用方法,这里就是:
new Student().show("对象调用方法");
而在 show.invoke(student, "hello public show"); 中,
show方法考虑的是谁来调用我,然后Student对象说,我来调用你(student作为参数)。
扩展:如果公共的show方法加上static关键字,会影响方法调用吗?
提示:静态与对象无关.
答:加上static关键字,普通代码即使不new对象也可以调用,这个大家都知道,那么,在show.invoke(student, "hello public show"); 中参数1 写 null 也是不影响的,因为,show方法来自于 Student的Class对象。
接下来看看私有方法的反射如何实现?
ps: 反射通道的API都很有规律,可读性很强
public static void main(String[] args)
throws NoSuchMethodException, IllegalAccessException,
InvocationTargetException {
//获取Class对象
Student student = new Student();
Class<? extends Student> clazz = student.getClass();
/*
getDeclaredMethod():获取Class对象里的声明过的方法(包括)
参数一:方法名
参数二:参数列表类型
*/
Method speak = clazz.getDeclaredMethod("speak", String.class, int.class);
//私有方法,暴力反射
speak.setAccessible(true);
/*
调用show方法需要对象和参数
invoke()方法:调用的意思
参数一:调用此方法的对象
参数二:调用此方法需要传入的实参
*/
speak.invoke(student, "hello private speak",2018);
}
在Student实体中有一个共有属性一个私有属性,我们可以通过对象来设置共有属性的值,那么通过反射如何实现所有属性的赋值?
先来看看共有属性name的赋值
public static void main(String[] args)
throws ClassNotFoundException, NoSuchFieldException,
IllegalAccessException, InstantiationException {
//获取Class对象,参数全限定名
Class<?> clazz = Class.forName("com.test.demo.Student");
/*
getField():通过属性名获取属性
*/
Field name = clazz.getField("name");
//获取对象
Object obj = clazz.newInstance();
/*
设置一个值
参数一:哪个对象的属性值
参数二:参数
*/
name.set(obj,"张三");
System.out.println(obj);
}
根据前面说的API,反射属性不难理解。
私有属性的反射也不难实现
public static void main(String[] args)
throws ClassNotFoundException, NoSuchFieldException,
IllegalAccessException, InstantiationException {
//获取Class对象,参数全限定名
Class<?> clazz = Class.forName("com.test.demo.Student");
/*
getDeclaredField():通过属性名获取(所有权限)属性
*/
Field age = clazz.getDeclaredField("age");
//暴力反射
age.setAccessible(true);
//创建对象
Object obj = clazz.newInstance();
/*
设置一个值
参数一:哪个对象的属性值
参数二:参数
*/
age.set(obj,20);
System.out.println(obj);
}
使用java的反射机制,一般需要遵循三步:
● 获得你想操作类的Class对象● 通过第一步获得的Class对象去取得操作类的方法或是属性名
● 操作第二步取得的方法或是属性
那么反射到底有什么用?
反射最主要还是运用在框架中,了解反射才更好的了解一些框架的原理。
原文发布时间为:2018-11-21
本文作者:四夕又欠
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