JavaSE（21）：反射机制

1、基本概念

• 通常情况下编写代码都是固定的，无论运行多少次执行的结果也是固定的，在某些特殊场合中编写代码时不确定要创建什么类型的对象，也不确定要调用什么样的方法，这些都希望通过运行时传递的参数来决定，该机制叫做动态编程技术，也就是反射机制。
• 通俗来说，反射机制就是用于动态创建对象并且动态调用方法的机制。
• 目前主流的框架底层都是采用反射机制实现的。

2、Class类

2.1 基本概念

• java.lang.Class类的实例可以用于描述Java应用程序中的类和接口，也就是一种数据类型。
• 该类没有公共构造方法，该类的实例由Java虚拟机和类加载器自动构造完成，本质上就是加载到内存中的运行时类。

2.2 获取Class对象的方式

• 使用数据类型.class的方式可以获取对应类型的Class对象。

Class c1 = String.class;
// 打印时自动调用toString方法 
System.out.println("c1 = " + c1); // class java.lang.String
c1 = int.class;
System.out.println("c1 = " + c1); // int
c1 = void.class;
System.out.println("c1 = " + c1); // void

• 使用引用/对象.getClass()的方式可以获取对应类型的Class对象。

String str1 = new String("hello");
c1 = str1.getClass();
System.out.println("c1 = " + c1); // class java.lang.String

Integer it1 = 20;
c1 = it1.getClass();
System.out.println("c1 = " + c1); // class java.lang.Integer

• 使用包装类.TYPE的方式可以获取对应基本数据类型的Class对象。

c1 = Integer.TYPE;
System.out.println("c1 = " + c1); // int

c1 = Integer.class;
System.out.println("c1 = " + c1); // class java.lang.Integer

• 使用Class.forName()的方式来获取参数指定类型的Class对象。

c1 = Class.forName("java.lang.String"); // 要求写完整的名称：包名.类名
System.out.println("c1 = " + c1); // class java.lang.String

c1 = Class.forName("java.util.Date");
System.out.println("c1 = " + c1); // class java.util.Date

• 使用类加载器ClassLoader的方式获取指定类型的Class对象。

ClassLoader classLoader = ClassTest.class.getClassLoader();
c1 = classLoader.loadClass("java.lang.String");
System.out.println("c1 = " + c1); // class java.lang.String

2.3 常用的方法

方法声明	功能介绍
static Class<?> forName(String className)	用于获取参数指定类型对应的Class对象并返回
T newInstance()	用于创建该Class对象所表示类的新实例（已过时）

3、Constructor类

3.1 基本概念

• java.lang.reflect.Constructor类主要用于描述获取到的构造方法信息。

3.2 Class类的常用方法

方法声明	功能介绍
Constructor getConstructor(Class<?>… parameterTypes)	用于获取此Class对象所表示类型中参数指定的公共构造方法
Constructor<?>[] getConstructors()	用于获取此Class对象所表示类型中所有的公共构造方法

3.3 Constructor类的常用方法

方法声明	功能介绍
T newInstance(Object… initargs)	使用此Constructor对象描述的构造方法来构造Class对象代表类型的新实例
int getModifiers()	获取方法的访问修饰符
String getName()	获取方法的名称
Class<?>[] getParameterTypes()	获取方法所有参数的类型

3.4 无参方式构造对象的两种形式

• 形式一：使用无参构造方法构造Person类型的对象。

Person p1 = new Person();
System.out.println("无参方式创建的对象是：" + p1);

• 形式二：使用反射机制以无参形式构造Person类型的对象。

// 获取Class类型的对象指向Person类
Class c1 = Class.forName("com.study.Person");
// 获取Class对象对应类中的无参构造方法，也就是Person类中的无参构造方法
Constructor constructor = c1.getConstructor();
// 使用获取到的无参构造方法来构造对应类型的对象，也就是Person类型的对象
System.out.println("无参方式创建的对象是：" + constructor.newInstance());

3.5 有参方式构造对象的两种形式

• 形式一：使用有参构造方法构造Person类型的对象。

Person p2 = new Person("zhangfei", 30);
System.out.println("有参方式构造的对象是：" + p2); // zhangfei 30

• 形式二：使用反射机制以有参形式构造Person类型的对象。

// 获取Class类型的对象指向Person类
Class c1 = Class.forName("com.study.Person");
// 获取Class对象对应类中的有参构造方法，也就是Person类中的有参构造方法
Constructor constructor1 = c1.getConstructor(String.class, int.class);
// 使用获取到的有参构造方法来构造对应类型的对象，也就是Person类型的对象
// newInstance方法中的实参是用于给有参构造方法的形参进行初始化的，也就是给name和age进行初始化的
System.out.println("有参方式构造的对象是：" + constructor1.newInstance("zhangfei", 30));

4、Field类

4.1 基本概念

• java.lang.reflect.Field类主要用于描述获取到的单个成员变量信息。

4.2 Class类的常用方法

方法声明	功能介绍
Field getDeclaredField(String name)	用于获取此Class对象所表示类中参数指定的单个成员变量信息
Field[] getDeclaredFields()	用于获取此Class对象所表示类中所有成员变量信息

4.3 Field类的常用方法

方法声明	功能介绍
Object get(Object obj)	获取参数对象obj中此Field对象所表示成员变量的数值
void set(Object obj, Object value)	将参数对象obj中此Field对象表示成员变量的数值修改为参数value的数值
void setAccessible(boolean flag)	当实参传递true时，则反射对象在使用时应该取消 Java 语言访问检查
int getModifiers()	获取成员变量的访问修饰符
Class<?> getType()	获取成员变量的数据类型
String getName()	获取成员变量的名称

4.4 使用反射机制获取指定的成员变量

// 1. 获取Class对象
Class c1 = Class.forName("com.study.Person");
// 2. 根据Class对象获取对应的有参构造方法
Constructor constructor = c1.getConstructor(String.class, int.class);
// 3. 使用有参构造方法来得到Person类型的对象
Object object = constructor.newInstance("zhangfei", 30);
// 4. 根据Class对象获取对应的成员变量"name"的信息
Field field = c1.getDeclaredField("name");
// 设置Java语言访问检查的取消  暴力反射
field.setAccessible(true);
// 5. 使用Person类型的对象来获取成员变量的数值并打印
// 获取对象object中名字为field成员变量的数值，也就是成员变量name的数值
System.out.println("获取到的成员变量数值为：" + field.get(object)); // zhangfei

5、Method类

5.1 基本概念

• java.lang.reflect.Method类主要用于描述获取到的单个成员方法信息。

5.2 Class类的常用方法

方法声明	功能介绍
Method getMethod(String name, Class<?>… parameterTypes)	用于获取该Class对象表示类中名字为name参数为parameterTypes的指定公共成员方法
Method[] getMethods()	用于获取该Class对象表示类中所有公共成员方法

5.3 Method类的常用方法

方法声明	功能介绍
Object invoke(Object obj, Object… args)	使用对象obj来调用此Method对象所表示的成员方法，实参传递args
int getModifiers()	获取方法的访问修饰符
Class<?> getReturnType()	获取方法的返回值类型
String getName()	获取方法的名称
Class<?>[] getParameterTypes()	获取方法所有参数的类型
Class<?>[] getExceptionTypes()	获取方法的异常信息

5.4 使用反射机制获取指定的成员方法

// 1. 获取Class对象
Class c1 = Class.forName("com.study.Person");
// 2. 根据Class对象来获取对应的有参构造方法
Constructor constructor = c1.getConstructor(String.class, int.class);
// 3. 使用有参构造方法构造对象并记录
Object object = constructor.newInstance("zhangfei", 30);
// 4. 根据Class对象来获取对应的成员方法"getName"
Method method = c1.getMethod("getName");
// 5. 使用对象调用成员方法进行打印
// 表示使用object对象调用method表示的方法，也就是调用getName方法来获取姓名
System.out.println("调用方法的返回值是：" + method.invoke(object)); // zhangfei

6、获取其它结构信息

方法声明	功能介绍
Package getPackage()	获取所在的包信息
Class<? super T> getSuperclass()	获取继承的父类信息
Class<?>[] getInterfaces()	获取实现的所有接口
Annotation[] getAnnotations()	获取注解信息
Type[] getGenericInterfaces()	获取泛型信息