【Lehr】Java反射基础知识

Class类

Class类是什么

用Java核心技术卷的官方话来说：
在程序运行期间，Java运行时系统始终为所有的对象维护一个被称为运行时的类型标识，这个信息跟踪着每个对象所属的类，虚拟机利用运行时类型信息选择相应的方法执行。我们子在编程时可以通过专门的Java类访问这些信息，保存这些信息的类就被称为Class。

简单地说，就是：
在Java中，有一个类，专门来描述类本身，这就是Class类，它能描述一个Java类中有哪些接口，构造器，方法，类名，属性等等。

Class类只能由JVM来创建。而且每个Java类只能对应有一个Class实例，这个实例里面就储存了这个Java类的特性：接口是什么，父类是什么，有哪些方法等待。

在以下所有的例子中，我们需要用到一个叫Person的类，具体如下：

public class Person {

	//有名字和年龄
	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;
	}
	//无参构造器
	public Person(){}
	//有参构造器
	public Person(String name, int age) {
		this.name = name;
		this.age = age;
	}
	//一个私有方法
	private void secretMethod(){}
	
}

如何使用Class类

获取到JVM已经创建好的Class类有三种方法：

1.利用类获取

	Class clazz1 = Person.class;

2.利用全类名获取

	Class clazz2 = Class.forName("com.reflection.Person");

3.利用实例来获取

	Class clazz3 = person.getClass();

这种方法往往用于你并不具体知道这个对象是个什么类的情况下，例如:

	//这里只是举例，如果从外部传入就不一定知道是Person类了
	Object person = new Person();
	Class clazz2 = person.getClass();
	System.out.println(clazz3);

输出结果：正确获取了具体类

现在，你拿到的这个叫clazz的对象，是一个类型为Class的，储存了Person这个类的信息的对象，你可以通过使用clazz，利用反射操作，查看和修改Person类的属性和方法了。

接下来我们可以先用这个clazz对象来创建一个Person实例对象了！
利用newInstance()方法:

	Object obj = clazz1.newInstance();
	System.out.println(obj);

输出结果：

obj就是个Person类，成功创建！
这里需要注意一下，newInstance()方法其实是调用的Person类的无参构造器，所以如果Person类里没有写无参构造器，这里就会失败。

JVM只会给每个Java类创建一个Class实例，我们可以比较刚才三种获取Class方式得到的对象的地址来验证这一点：

	System.out.println(clazz1==clazz2);
	System.out.println(clazz2==clazz3);	

输出结果：

三类加载器

类加载器（ClassLoader），就是把类加载到JVM里用的。当JVM启动的时候，Java会按以下顺序自顶而下地启动三类加载器并加载相应的类，而且他们依次呈继承关系：

1.引导类加载器（Bootstrap）：用C++编写，是JVM自带的类装载器，负责Java负责Java平台核心库，用来装载核心类（比如Object类，String类等）。由于引导类加载器涉及到虚拟机本地实现细节，所以不允许直接通过引用进行操作，不可被直接访问。

2.扩展类加载器（Extension）：
由Sun的ExtClassLoader（sun.misc.Launcher$ExtClassLoader）实现的
负责将 <JAVA_HOME >/lib/ext或者由系统变量-Djava.ext.dir指定位置中的类库 加载到内存中。开发者可以直接使用标准扩展类加载器。

3.系统类加载器（System）：
由 Sun 的 AppClassLoader（sun.misc.Launcher$AppClassLoader）实现的
将用户写的类加载到内存中。开发者可以直接使用系统类加载器。

用代码验证继承关系：

		//获取系统类加载器
		ClassLoader classLoader = ClassLoader.getSystemClassLoader();
		System.out.println(classLoader);
		
		//获取系统类加载器的父类----扩展类加载器
		System.out.println(classLoader.getParent());
		
		//获取扩展类加载器的父类----引导类加载器
		System.out.println(classLoader.getParent().getParent());		

输出结果：

最后一个输出是null，因为引导类加载器是无法被直接访问的。

现在再试着验证什么加载器加载什么类：

	//测试自己写的类是哪个加载器加载的
	System.out.println(Person.class.getClassLoader());
		
	//测试JDK提供的类由哪个加载器负责
	System.out.println(Class.forName("java.lang.Object").getClassLoader());

输出结果：

null仍然是因为引导类加载器无法被直接访问。

反射

能够分析类的能力的程序（如Method方法和Field方法），被称为反射。

反射是Java被视为动态语言的关键，允许程序在执行期间借助于Reflection API取得任何类的内部信息，并能直接操作对象的内部属性和方法。借助反射，能在设计或运行中添加新类时，有快速地应用开发工具动态地查询新添加类的能力

如果说Class是对一个类的描述，那么我们可以用Field，Method和Constructor等反射方法来具体描述这个类，得到具体的属性，方法，或者构造器。

Method

Method是用来描述一个类中的方法的

获取Class对应类"所具有的方法"

1.利用getMethods()方法，虽然无法获取private方法，但能把继承到的方法全部获取到：

		//clazz1还是上文中的Person类对应的Class实例
		Method[] methods1 = clazz1.getMethods();
		for(Method method:methods1)
		{
			System.out.println("All:"+method);
		}

输出结果：没用Person中那个被设为private的secretMethod()，但是有继承了Object类的toString()、equals()等方法。

2.通过getDeclaredMethods()获取，可以获取私有方法，但是无法获取继承方法。

	Method[] methods2 = clazz1.getDeclaredMethods();
	for(Method method:methods2)
	{
		System.out.println("Declared:"+method);
	}		

输出结果：

获取指定方法和执行方法

获取指定方法getDeclaredMethod：用名字和形参列表来唯一确定 (注意这里方法结尾没用 s )

		Method method3 = clazz1.getDeclaredMethod("setAge", int.class);
		//int不是类，但是int.class就是个Class类型的对象
		//这里注意int和Integer自己斟酌怎么选用
		System.out.println("Now I get :"+method3);

输出结果:

//执行方法invoke：需要传入目标实例和参数。

	Person object = (Person) clazz1.newInstance();
	//给object对象使用method3（setAge）方法，将age设置为10
	method3.invoke(object, 10);
	System.out.println(object.getAge());

输出结果：

成功修改。

Field

Field中封装了该类中的属性。

获取Class对应类"所具有的属性"

1.使用getFields()方法，获取可访问的属性。

	Field[] field1 = clazz1.getFields();
	for(Field field:field1)
	{
		System.out.println("All:"+field);
	}

由于Person中的两个属性都是private，所以什么都不输出，因为Field[] 里是空的。

2.使用getDeclaredFields()访问具体的属性，可以访问到私有属性。

		Field[] field2 = clazz1.getDeclaredFields();
		for(Field field:field2)
		{
			System.out.println("Declared:"+field);
		}

输出结果:

成功获取到age属性和name属性。

获取和修改指定的属性

通过getDeclaredField("属性名")获得某属性:

		Field field3 = clazz1.getDeclaredField("name");
		System.out.println(field3);

输出结果：

通过get(目标对象)获取指定对象的某属性的值：

		//先创建一个对象
		Person tommy = new Person("Tommy",18);
		//私有变量先设置成可以访问的
		field3.setAccessible(true);
		System.out.println(field3.get(tommy));

输出结果:

通过set(目标对象，新设置的属性的值)来修改属性的值:

	field3.set(tommy, "Jack");
	System.out.println(tommy.getName());

输出结果：

注意，通过这种反射方式修改属性是不会调用相应的set方法的。

利用反射获取父类信息

对于一个class对象，可以利用getSuperclass()来获取父类对象的Class实例。
我们看这样一个例子：

有三个类：Grandpa，Father，Son。其中Son继承Father，Father继承Grandpa。
在Grandpa类里有一个私有的属性private int grandpaMoney = 1000。我们目前用反射得到了Son类的Class实例，但现在希望借此来实例化一个Grandpa类，并修改grandpaMoney为2000。

代码思路如下：

		//初始条件
		Son son = new Son();
		Class sonClass = Son.class;
		//开始利用反射
		Class clazz = sonClass
		//如果在当前类找不到这个属性，就一直向上知道Object类
		for(;clazz!=Object.class; clazz=clazz.getSuperclass())
		{
			//获取全部属性
			Field[] myField = clazz.getDeclaredFields();
			//遍历该类中的属性
			for(Field f:myField)
			{
				//如果名字是那个，就开始修改
				if(f.getName().equals("grandpaMoney"))
				{
					//由于是私有的，设置为可修改
					f.setAccessible(true);
					//利用反射实例化一个对象
					Object obj = clazz5.newInstance();
					//修改
					f.set(obj, 2000);
					/任务完成!
				}
			}
		}