Java之反射机制详解

一、反射机制

反射机制在java.lang.reflect.*包下
反射机制相关的重要的类有

• java.lang.Class：代表字节码文件，代表一个类型，代表整个类。
• java.lang.reflect.Method：代表字节码中的方法字节码。代表类中的方法。
• java.lang.reflect.Constructor：代表字节码中的构造方法字节码。代表类中的构造方法
• java.lang.reflect.Field：代表字节码中的属性字节码。代表类中的成员变量（局部变量）

二、反射机制有什么用

通过java语言中的反射机制可以操作字节码文件。有点类似于黑客（可以读和修改字节码文件。）通过反射机制可以操作代码片段。（class文件）让程序更加灵活。

三、获取Class文件的三种方式

1、Class.forName()

public class ReflectTest01 {
    
    
    public static void main(String[] args) {
    
    

    /*        Class.forName()
                1、静态方法
                2、方法的参数是一个字符串
                3、字符串需要的是一个完整的类名
                4、完整类名必须带有包名。java.lang包也不能省略*/

    try {
    
    
        Class c1 = Class.forName("java.lang.String");//c1代表的是String.class文件，或者说c1代表String类型
        Class c2 = Class.forName("java.util.Date");//c2代表Date类型
        Class c3 = Class.forName("java.lang.Integer");//c3代表Integer类型
        Class c4 = Class.forName("java.lang.System");//c4代表System类型}
    } catch (ClassNotFoundException e) {
    
    
        e.printStackTrace();
    }
    }
} 

如果只希望一个类的静态代码块执行，其他代码一律不执行，可以使用：Class.forName("完整类名");
这个方法的执行会导致类加载，类加载时，静态代码块执行。

2、getClass()方法

java中任何一个对象都有一个方法：getClass()

public class ReflectTest01 {
    
    
    public static void main(String[] args) {
    
    

    /*        Class.forName()
                1、静态方法
                2、方法的参数是一个字符串
                3、字符串需要的是一个完整的类名
                4、完整类名必须带有包名。java.lang包也不能省略*/

        Class c1 = null;
    try {
    
    
         c1 = Class.forName("java.lang.String");//c1代表的是String.class文件，或者说c1代表String类型
		}catch (ClassNotFoundException e) {
    
    
        e.printStackTrace();
    }

    String s = "abc";
    Class x = s.getClass();//x代表String.class字节码文件，x代表String类型
        System.out.println(c1 == x); //true(==判断的是对象的内存地址)
    }
}

3、java类型的.class属性

java语言中任何一种类型，包括基本数据类型，它都有.class属性

Class z = String.class; //z代表String类型
Class k = Date.class;//k代表Date类型

四、通过反射实例化对象

获取.class能干什么？

通过Class的newInstance()方法来实例化对象。
注意：newInstance()方法内部实际上调用了无参数的构造方法，必须保证无参数构造存在才可以。

使用反射机制的方式来创建对象：

public class User {
    
    
    public User() {
    
    
        System.out.println("无参数的构造方法");
    }
}

public class ReflectTest02 {
    
    
    public static void main(String[] args) {
    
    

        try {
    
    
            //通过反射机制，获取Class，通过Class；来实例化对象
            Class c = Class.forName("User");//c代表User类型

            //newInstance() 这个方法会调用User这个类的无参数构造方法，完成对象的创建。
            //重点是:newInstance()调用的是无参构造，必须保证无参构造是存在的！！！！
            Object obj = c.newInstance();

            System.out.println(obj);
        } catch (ClassNotFoundException e) {
    
    
            e.printStackTrace();
        } catch (InstantiationException e) {
    
    
            e.printStackTrace();
        } catch (IllegalAccessException e) {
    
    
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

五、通过读属性文件实例化对象

验证反射机制的灵活性。java代码只写一遍，在不改变java源代码的基础之上，可以做到不同对象的实例化。非常之灵活（符合OCP开闭原则：对扩展开放，对修改关闭）

classinfo.properties文件：

className = User

import java.io.FileReader;
import java.util.Properties;

public class ReflectTest03 {
    
    
    public static void main(String[] args) throws Exception{
    
    
        //通过IO流读取classinfo.properties文件
        FileReader reader = new FileReader("classinfo.properties");
        //创建属性类对象Map
        Properties pro = new Properties();
        //加载
        pro.load(reader);
        //关闭流
        reader.close();

        //通过key获取value
        String calssName = pro.getProperty("className");
        System.out.println(calssName);

        //通过反射机制实例化对象
        Class c = Class.forName(calssName);
        Object obj = c.newInstance();
        System.out.println(obj);
    }
}

六、资源绑定器

java.util包下提供了一个资源绑定器，便于获取配置文件中的内容。使用以下方法的时候，属性配置文件×××.properties必须放到类路径下

import java.util.ResourceBundle;

public class ThreadTest04 {
    
    
    public static void main(String[] args) {
    
    
        //资源绑定器，只能绑定×××.properties文件。并且这个文件必须在src/类路径下。文件扩展名必须是properties
        //并且在写路径的时候，路径的后面扩展名不能写
        ResourceBundle bundle = ResourceBundle.getBundle("classinfo3");

        String className = bundle.getString("className");
        System.out.println(className);

    }
}

七、类加载器

1、什么是加载器

专门负责加载类的命令/工具。ClassLoader

2、JDK中自带的类加载器

• 启动类加载器：rt.jar
• 扩展类加载器：ext/*.jar
• 应用类加载器：classpath

假如执行以下代码：

String s = "abc";

代码在开始执行以前，会将所需要类全部加载到JVM当中。

通过类加载器加载，看到以上代码类加载器会找string. class文件，找到就加载，那么是怎么进行加载的呢?

• 首先通过 "启动类加载器” 加载。
  注意:启动类加载器专门加载: C: \Program Files\Java\jdk1.8.0_ 101\jre\lib\rt.jar
  rt. jar中都是JDK最核心的类库。

• 如果通过 "启动类加载器”加载不到 的时候,会通过 "扩展类加载器” 加载。
  注意:扩展类加载器专门加载: C: \Program Files\Java\jdk1.8.0_ 101\jre\lib\ext\*.jar

• 如果 "扩展类加载器” 没有加载到，那么会通过 “应用类加载器” 加载。
  注意：应用类加载器专门加载：classpath中的类。

3、双亲委派机制

java中为了保证类加载的安全，使用了双亲委派机制。优先从启动类加载器中加载，这个称为 "父”，"父"无法加载到，再从扩展类加载器中加载，这个称为**“母”。双亲委派。如果都加载不到，才会考虑从应用类加载器**中加载。直到加载到为止。

八、Field

1、获取Field

反射属性Field，Field翻译为字段，其实就是属性/成员。
4个Field，分别采用了不同的访问控制权限修饰符

public class Student {
    
    
    //4个Field，分别采用了不同的访问控制权限修饰符
    public int no;
    private String name;
    protected int age;
    boolean sex;
}

import java.lang.reflect.Field;
import java.lang.reflect.Modifier;

public class ReflectTest05 {
    
    
    public static void main(String[] args) throws Exception{
    
    
        //获取整个类
        Class studentClass = Class.forName("Student");
        //获取类中所有的public修饰的Field
        Field[] fields = studentClass.getFields();
        System.out.println(fields.length);
        //取出这个Field的名
        Field f = fields[0];
        String fieldName = f.getName();
        System.out.println(fieldName);

        //获取所有的Field
        Field[] fields1 = studentClass.getDeclaredFields();
        System.out.println(fields1.length);

        for (Field field : fields1) {
    
    
            //获取属性的修饰符
            int i = field.getModifiers();//返回的修饰符是一个数字，每个数字都是修饰符的代号
            System.out.println(i);
            //将代号转化为字符串
            String modifiersString = Modifier.toString(i);
            System.out.println(modifiersString);
            //获取属性的类型
            Class fieldType = field.getType();
            String fName = fieldType.getName();
            System.out.println(fName);
            //获取属性的名字
            System.out.println(field.getName());
        }
    }
}

2、反编译Field

通过反射机制，反编译一个类的属性Field

import java.lang.reflect.Field;
import java.lang.reflect.Modifier;

public class ReflectTese06 {
    
    
    public static void main(String[] args) throws Exception{
    
    
        //创建这个是为为了拼接字符串。
        StringBuilder s = new StringBuilder();

        Class studentClass = Class.forName("Student");

        s.append(Modifier.toString(studentClass.getModifiers())+ " class "+ studentClass.getSimpleName() + "Student{\n");

        Field[] fields = studentClass.getDeclaredFields();

        for (Field field : fields) {
    
    
            s.append("\t");
            s.append(Modifier.toString(field.getModifiers()));
            s.append(" ");
            s.append(field.getType().getSimpleName());
            s.append(" ");
            s.append(field.getName());
            s.append(";\n");
        }
        s.append("}");
        System.out.println(s);

    }
}

运行结果：

3、通过反射机制访问java对象属性（重点掌握）

给属性赋值set
获取属性的值get

import java.lang.reflect.Field;

public class ReflectTest07 {
    
    
    public static void main(String[] args) throws Exception {
    
    
        //不使用反射机制怎样访问一个对象的属性
        Student s = new Student();

        //给属性赋值
        s.no = 1111;

        //读属性值
        System.out.println(s.no);

        //使用反射机制，访问一个对象的属性
        Class studentClass = Class.forName("Student");
        Object obj = studentClass.newInstance();//obj就是Student对象。（底层调用无参数构造方法）

        //获取no属性(根据属性的名称来获取Field)
        Field noField = studentClass.getDeclaredField("no");

        //给obj对象（student对象）的no属性赋值
        /*虽然使用了反射机制，但是三要素还是缺一不可：
            要素1：obj对象。
            要素2：no属性；
            要素3:2222值。
         注意：反射机制让代码复杂了，但是为了一个“灵活”，这也是值得的。
        */
        noField.set(obj,2222);//给obj对象的no属性赋值2222

        //读取属性的值
        //两个要素：获取obj对象的no属性的值。
        System.out.println(noField.get(obj));
    }
}

九、Method

1、可变长度参数

int... args这就是可变长度参数
语法是：类型... (注意：一定是3个点)

• 1、可变长度参数要求的参数个数是：0~N个。
• 2、可变长度参数在参数列表中必须在最后一个位置上，而且可变长度参数只能有一个。

public class ArgsTest {
    
    
    public static void main(String[] args) {
    
    
        m();
        m(10);
        m(10,20);

    }
    public static void m(int... args){
    
    
        System.out.println("m方法执行了！");
    }
}

运行结果：

2、反射Method

public class User {
    
    

	public int id;
	private String name;	
	String address;
	protected int sno;
	public User() {
    
    }
	
	public User(int id, String name, String address, int sno) {
    
    
		super();
		this.id = id;
		this.name = name;
		this.address = address;
		this.sno = sno;
	}
	
	public void study() {
    
    
		System.out.println("study...");
	}
	
	public void eat(int a,String b) {
    
    
		System.out.println("eat...");
	}
}

import java.lang.reflect.Method;
import java.lang.reflect.Modifier;

public class Test {
    
    
	public static void main(String[] args) throws Exception {
    
    
		// 获取类
        Class usrClass = Class.forName("com.lzj.reflect.pojo.User");

        // 获取所有的Method（包括私有）
        Method[] methods = usrClass.getDeclaredMethods();
        
        // 遍历Method
        for(Method method : methods){
    
    
            // 获取修饰符列表
            System.out.println(Modifier.toString(method.getModifiers()));
            // 获取方法的返回值类型
            System.out.println(method.getReturnType().getSimpleName());
            // 获取方法名
            System.out.println(method.getName());
            // 方法的修饰符列表（一个方法的参数可能会有多个）
            Class[] parameterTypes = method.getParameterTypes();
            for(Class parameterType : parameterTypes){
    
    
                System.out.println(parameterType.getSimpleName());
            }
        }
	}
}

3、反编译Method

import java.lang.reflect.Method;
import java.lang.reflect.Modifier;

public class Test {
    
    
	public static void main(String[] args) throws Exception {
    
    
		StringBuilder s = new StringBuilder();
        Class userClass = Class.forName("com.lzj.reflect.pojo.User");
        s.append(Modifier.toString(userClass.getModifiers()) + " class "+userClass.getSimpleName()+" {\n");

        Method[] methods = userClass.getDeclaredMethods();
        for(Method method : methods){
    
    
        	
            s.append("\t");
            s.append(Modifier.toString(method.getModifiers()));
            s.append(" ");
            s.append(method.getReturnType().getSimpleName());
            s.append(" ");
            s.append(method.getName());
            s.append("(");
            
            Class[] parameterTypes = method.getParameterTypes();
            for(Class parameterType : parameterTypes){
    
    
                s.append(parameterType.getSimpleName());
                s.append(",");
            }
            
            if(parameterTypes.length > 0) {
    
    
            	s.deleteCharAt(s.length() - 1);
            }
            
            s.append("){}\n");
        }
        s.append("}");
        System.out.println(s);
	}
}

4、通过反射机制调用方法（重点掌握）

import java.lang.reflect.InvocationTargetException;
import java.lang.reflect.Method;

public class Test {
    
    

    public static void main(String[] args) {
    
    
        try {
    
    
            Class<?> clazz = Class.forName("com.lgz.Test");
            Method method = clazz.getMethod("run");
            method.invoke(clazz.newInstance());

            Method methodPrivate = clazz.getDeclaredMethod("eat");
            methodPrivate.setAccessible(true);//调private方法
            methodPrivate.invoke(clazz.newInstance());

            Method methodStatic = clazz.getMethod("work");
            methodStatic.invoke(null);

            Method method1 = clazz.getMethod("speak", int.class, String.class);
            method1.invoke(clazz.newInstance(), 22, "小明");
        } catch (ClassNotFoundException | NoSuchMethodException | IllegalAccessException | InstantiationException | InvocationTargetException e) {
    
    
            e.printStackTrace();
        }

    }

    public static void work() {
    
    
        System.out.println("work() 方法被调用...");
    }

    private void eat() {
    
    
        System.out.println("eat() 方法被调用...");
    }

    public void run() {
    
    
        System.out.println("run() 方法被调用...");
    }

    public void speak(int age, String name) {
    
    
        System.out.println("speak() 方法被调用.... age = " + age + " name= " + name);
    }
}

十、Constructor

1）得到某个类所有的构造方法

Constructor[] constructors = Class.forName("java.lang.String").getConstructors();
2）得到某一个构造方法

Constructor constructor1 = String.class.getConstructor(StringBuffer.class);
实例

Constructor constructor = String.class.getConstructor(StringBuffer.class);
String str = (String) constructor.newInstance(new StringBuffer("abc"));
System.out.println(str.charAt(2));

打印结果：c

十一、获取父类和父接口

public class ReflectTest08 {
    
    
    public static void main(String[] args) throws Exception{
    
    
        //String举例
        Class stringClass = Class.forName("java.lang.String");

        //获取String的父类
        Class superClass = stringClass.getSuperclass();
        System.out.println(superClass);

        //获取String类实现的所有接口（一个类可以实现多个接口）
        Class[] interfaces = stringClass.getInterfaces();
        for (Class anInterface : interfaces) {
    
    
            System.out.println(anInterface);
        }
    }
}