Java反射机制及API使用

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反射简单来说，就是动态加载对象，并对对象进行剖析。在Java中的反射机制是指在运行状态中，对于任意一个类，都能够知道并获取这个类的所有属性和方法。

Java反射机制的作用：

• 在运行时判断任意一个对象所属的类。
• 在运行时判断任意一个类所具有的成员变量和方法。
• 在运行时任意调用一个对象的方法
• 在运行时构造任意一个类的对象

反射机制的优缺点是什么？

反射机制的优点就是可以实现动态创建对象和编译，体现出很大的灵活性。

它的缺点是对性能有影响。使用反射基本上是一种解释操作，我们可以告诉JVM，我们希望做什么并且它
满足我们的要求。这类操作总是慢于只直接执行相同的操作。

获取Class对象的三种方式

package com.gyl;

public class Student {
    public int no;
    public String sex;

    private String name;
    private int age;

    public String getName() {
        return name;
    }
    public void setName(String name) {
        this.name = name;
    }
    public int getAge() {
        return age;
    }
    public void setAge(int age) {
        this.age = age;
    }

    /*
     * 构造方法
     */

   Student(String str){  
       System.out.println("(默认)的构造方法 s = " + str);  
   }  

   //无参构造方法  
   public Student(){  
       System.out.println("调用了公有、无参构造方法执行了。。。");  
   }  

   //有一个参数的构造方法  
   protected Student(char name){  
       System.out.println("姓名：" + name);  
   }  

   //有多个参数的构造方法  
   public Student(String name ,int age){  
       System.out.println("姓名："+name+"年龄："+ age);//这的执行效率有问题，以后解决。  
   }  

   //私有构造方法  
   private Student(int age){  
       System.out.println("私有的构造方法   年龄："+ age);  
   }

}

package com.gyl;

import java.lang.reflect.Constructor;

public class Main {
    public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException {
        Student student = new Student();

        /*
         * JAVA反射--获取Class对象的三种方式
         */

        // 通过对象名.getClass()方法获取
        Class stuClass = student.getClass();
        System.out.println("stuClass is "+stuClass.getName());      

        // 通过类名.class方式获得
        Class stuClass1 = Student.class;
        System.out.println("stuClass1 is "+stuClass1.getName());
        System.out.println(stuClass == stuClass1);

        // 通过Class.forName()方法获得
        Class stuClass2 = Class.forName("com.gyl.Student");
        System.out.println("stuClass2 is "+stuClass2);
        System.out.println(stuClass1 == stuClass2);
    }
}

Output:
stuClass is com.gyl.Student
stuClass1 is com.gyl.Student
true
stuClass2 is class com.gyl.Student
true

在运行期间，一个类，只有一个Class对象产生。三种方式常用第三种，第一种对象都有了还要反射干什么。第二种需要导入类的包，依赖太强，不导包就抛编译错误。一般都选第三种，一个字符串可以传入也可写在配置文件中等多种方法。

反射API

获取构造方法

// 返回指定参数类型 public的构造器。 
Constructor<T> getConstructor(类<?>... parameterTypes) 

// 返回指定参数类型的构造器（public, protected, private）。
Constructor<T> getDeclaredConstructor(类<?>... parameterTypes) 

// 返回所有的public类型的构造器
Constructor<?>[] getConstructors() 

// 返回所有的构造器
Constructor<?>[] getDeclaredConstructors() 

package com.gyl;

import java.lang.reflect.Constructor;

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

        // 通过Class.forName()方法获得Class对象
        Class stuClass = Class.forName("com.gyl.Student");


        System.out.println("************返回所有public构造方法************");
        Constructor[] constructors = stuClass.getConstructors();
        for (Constructor constructor : constructors) {
            System.out.println(constructor);
        }
        /*
         * Output:
         * ************返回所有public构造方法************
         *  public com.gyl.Student()
         *  public com.gyl.Student(java.lang.String,int)
         */

        System.out.println("************所有的构造方法(包括：私有、受保护、默认、公有)***************");  
        Constructor[] constructors2 = stuClass.getDeclaredConstructors();
        for (Constructor constructor : constructors2) {
            System.out.println(constructor);
        }
        /*
         * Output:
         * ************所有的构造方法(包括：私有、受保护、默认、公有)***************
         *  private com.gyl.Student(int)
         *  public com.gyl.Student()
         *  protected com.gyl.Student(char)
         *  public com.gyl.Student(java.lang.String,int)
         *  com.gyl.Student(java.lang.String)
         */


        Constructor constructor;

        System.out.println("************返回指定类型的 public构造器************");
        try {
            constructor = stuClass.getConstructor(String.class, int.class);
            System.out.println(constructor);
        } catch (NoSuchMethodException e) {
            e.printStackTrace();
        } catch (SecurityException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        /*
         * Output：
         * ************返回指定类型的 public构造器************
         * public com.gyl.Student(java.lang.String,int)
         * 
         * 如果指定参数的构造器是非public类型的 则抛出java.lang.NoSuchMethodException异常
         */

        System.out.println("************返回指定类型的构造器************");
        try { 
            constructor = stuClass.getDeclaredConstructor(int.class);
            System.out.println(constructor);            // char.class
        } catch (NoSuchMethodException e) {             // String.class, int.class
            e.printStackTrace();
        } catch (SecurityException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        /*
         * Output:
         * ************返回指定类型的构造器************
         * public com.gyl.Student(java.lang.String,int)
         * protected com.gyl.Student(char)
         * private com.gyl.Student(int)
         */
    }
}

获取变量

// 根据变量名获得对应的变量，访问权限不限；
Field getDeclaredField(String name) 

// 获得类中所有属性变量 
Field[] getDeclaredFields()

// 根据变量名获取对应public类型的属性变量
Field getField(String name) 

// 获取类中所有public类型的属性变量
Field[] getFields() 

package com.gyl;

import java.lang.reflect.Field;

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

        // 通过Class.forName()方法获得Class对象
        Class stuClass = Class.forName("com.gyl.Student");

        try {
            Field field1 = stuClass.getField("sex");
            System.out.println(field1);

            Field field = stuClass.getDeclaredField("name");
            System.out.println(field);
        } catch (NoSuchFieldException e) {
            e.printStackTrace();
        } catch (SecurityException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        /*
         * Output:
         * public java.lang.String com.gyl.Student.sex
         * private java.lang.String com.gyl.Student.name
         * 如果使用getField方法指定了一个非public类型的属性，则抛出java.lang.NoSuchFieldException异常
         */

        Field[] fields1 = stuClass.getFields();
        Field[] fields = stuClass.getDeclaredFields();
        System.out.println("************返回所有public属性************");
        for (Field field : fields1) {
            System.out.println(field);
        }
        /*
         * Output:
         * ************返回所有public属性************
         *  public int com.gyl.Student.no
         *  public java.lang.String com.gyl.Student.sex
         */

        System.out.println("************返回所有属性************");
        for (Field field : fields) {
            System.out.println(field);
        }
        /*
         * Output:
         * ************返回所有属性************
         *  public int com.gyl.Student.no
         *  public java.lang.String com.gyl.Student.sex
         *  private java.lang.String com.gyl.Student.name
         *  private int com.gyl.Student.age
         */
    }
}

获取方法

// 获取“名称是name，参数是parameterTypes”的public的函数(包括从基类继承的、从接口实现的所有public函数)
public Method  getMethod(String name, Class[] parameterTypes)

// 获取全部的public的函数(包括从基类继承的、从接口实现的所有public函数)
public Method[]  getMethods()

// 获取“名称是name，参数是parameterTypes”，并且是类自身声明的函数，包含public、protected和private方法。
public Method  getDeclaredMethod(String name, Class[] parameterTypes)

// 获取全部的类自身声明的函数，包含public、protected和private方法。
public Method[]  getDeclaredMethods()

// 如果这个类是“其它类中某个方法的内部类”，调用getEnclosingMethod()就是这个类所在的方法；若不存在，返回null。
public Method  getEnclosingMethod()

package com.gyl;

import java.lang.reflect.Method;

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

        // 通过Class.forName()方法获得Class对象
        Class stuClass = Class.forName("com.gyl.Student");

        Method method;
        try {
//          method = stuClass.getMethod("getName");
            method = stuClass.getDeclaredMethod("getAge");
            System.out.println(method);
        } catch (NoSuchMethodException e) {
            e.printStackTrace();
        } catch (SecurityException e) {
            e.printStackTrace();
        }


        System.out.println("*********输出所有方法********");
        Method[] methods = stuClass.getDeclaredMethods();
        for (Method method2 : methods) {
            System.out.println(method2);
        }
        /*
         * Output：
         * public int com.gyl.Student.getAge()
         *  *********输出所有方法********
         *  public java.lang.String com.gyl.Student.getName()
         *  public void com.gyl.Student.setName(java.lang.String)
         *  void com.gyl.Student.print(java.lang.String)
         *  public int com.gyl.Student.getAge()
         *  public void com.gyl.Student.setAge(int)
         */
    }
}

通过反射越过泛型检查

泛型用在编译期，编译过后泛型擦除（消失掉）。所以是可以通过反射越过泛型检查的

import java.lang.reflect.Method;  
import java.util.ArrayList;  

/* 
* 通过反射越过泛型检查 
*  
* 例如：有一个String泛型的集合，怎样能向这个集合中添加一个Integer类型的值？ 
*/  
public class Demo {  
   public static void main(String[] args) throws Exception{  
       ArrayList<String> strList = new ArrayList<>();  
       strList.add("aaa");  
       strList.add("bbb");  

   //  strList.add(100);  
       //获取ArrayList的Class对象，反向的调用add()方法，添加数据  
       Class listClass = strList.getClass(); //得到 strList 对象的字节码 对象  
       //获取add()方法  
       Method m = listClass.getMethod("add", Object.class);  
       //调用add()方法  
       m.invoke(strList, 100);  

       //遍历集合  
       for(Object obj : strList){  
           System.out.println(obj);
           System.out.println(obj.getClass());
       }  
        /*
         *Output:
         * aaa
         * class java.lang.String
         * bbb
         * class java.lang.String
         * 100
         * class java.lang.Integer
         */
   }  
}

其他方法请参考Java jdk，本文参考自Java jdk1.8