Java 反射 -超详细讲解（附源码）

1：反射概述

  JAVA反射机制是在运行状态中，对于任意一个类，都能够知道这个类的所有属性和方法；对于任意一个对象，都能够调用它的任意一个方法和属性；这种动态获取的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。

  实际上，我们创建的每一个类也都是对象，即类本身是java.lang.Class类的实例对象。这个实例对象称之为类对象，也就是Class对象。那么，Class对象又是什么对象呢？

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2：Class对象特点

下图是Class类的api（图片来自于​​Java基础之—反射（非常重要）​​）

   从图中可以得出以下几点：

1. 1. 
      
2. Class 类的实例对象表示正在运行的 Java 应用程序中的类和接口。也就是jvm中有很多的实例，每个类都有唯一的Class对象。
3. Class 类没有公共构造方法。Class 对象是在加载类时由 Java 虚拟机自动构造的。也就是说我们不需要创建，JVM已经帮我们创建了。
4. Class 对象用于提供类本身的信息，比如有几种构造方法， 有多少属性，有哪些普通方法
   1. 
      

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3：反射的使用

假设我们现在有一个​​Hero类​​

package pojo;
public class Hero {
    public String name; //姓名
    public float hp; //血量
    public float armor; //护甲
    public int moveSpeed; //移动速度
}

1:获取类对象

获取类对象有3种方式

1. 1. 
      
2. ​​Class.forName（）​​（常用）
3. ​​Hero.class​​
4. ​​new Hero().getClass()​​
   1. 
      

在一个JVM中，一种类，只会有一个类对象存在。所以以上三种方式取出来的类对象，都是一样。（此处准确是在ClassLoader下,只有一个类对象）

示例：

package pojo;
public class ObjectTest {

  public static void main(String[] args) {
        String className = "pogo.Hero";
    try {
          //获取类对象的第一种方式
            Class pClass1 = Class.forName(className);
            //获取类对象的第二种方式
            Class pClass2 = Hero.class;
            //获取类对象的第三种方式
            Class pClass3 = new Hero().getClass();
            System.out.println(pClass1==pClass2);//输出true
            System.out.println(pClass1==pClass3);//输出true
        } catch (ClassNotFoundException e) {
            // TODO Auto-generated catch block
            e.printStackTrace();
        }
 }
}

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

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2 利用反射机制创建对象

基本步骤

  与传统的通过new 来获取对象的方式不同反射机制，反射会先拿到Hero的“类对象”,然后通过类对象获取“构造器对象”再通过构造器对象创建一个对象，具体步骤：

1.获取类对象 ​​Class class = Class.forName("pojo.Hero");​​ 2.获取构造器对象 ​​Constructor con = clazz.getConstructor(形参.class);​​ 3 获取对象 ​​Hero hero =con.newInstance(实参);​​

上面是最简单的获取方法，当Hero的构造方法不是无参构造方法时，获取构造器对象略有不同，见下面测试：

构造方法不同时，获取构造器对象的方法

示例：

1. Hero类添加6种构造方法

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

  //无参构造方法
  public Hero(){
    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
  public Hero(char name){
    System.out.println("姓名：" + name);
  }

  //有多个参数的构造方法
  public Hero(String name ,float hp){
    System.out.println("姓名："+name+"血量："+ hp);
  }

  //受保护的构造方法
  protected Hero(boolean n){
    System.out.println("受保护的构造方法 n = " + n);
  }

  //私有构造方法
  private Hero(float hp){
    System.out.println("私有的构造方法   血量："+ hp);
  }

1. 通过反射机制获取对象

package test;
public class ConstructorTest {


  /*
   * 通过Class对象可以获取某个类中的：构造方法、成员变量、成员方法；并访问成员；
   * 
   * 1.获取构造方法：
   *    1).批量的方法：
   *      public Constructor[] getConstructors()：所有"公有的"构造方法
              public Constructor[] getDeclaredConstructors()：获取所有的构造方法(包括私有、受保护、默认、公有)

   *    2).获取单个的方法，并调用：
   *      public Constructor getConstructor(Class... parameterTypes):获取单个的"公有的"构造方法：
   *      public Constructor getDeclaredConstructor(Class... parameterTypes):获取"某个构造方法"可以是私有的，或受保护、默认、公有；
   *    
   * 2.创建对象
   *    Constructor对象调用newInstance(Object... initargs)
   */


  public static void main(String[] args) throws Exception {
    //1.加载Class对象
    Class clazz = Class.forName("pojo.Hero");


    //2.获取所有公有构造方法
    System.out.println("**********************所有公有构造方法*********************************");
    Constructor[] conArray = clazz.getConstructors();
    for(Constructor c : conArray){
      System.out.println(c);
    }


    System.out.println("************所有的构造方法(包括：私有、受保护、默认、公有)***************");
    conArray = clazz.getDeclaredConstructors();
    for(Constructor c : conArray){
      System.out.println(c);
    }

    System.out.println("*****************获取公有、无参的构造方法*******************************");
    Constructor con = clazz.getConstructor(null);
    //1>、因为是无参的构造方法所以类型是一个null,不写也可以：这里需要的是一个参数的类型，切记是类型
    //2>、返回的是描述这个无参构造函数的类对象。
    System.out.println("con = " + con);
    //调用构造方法
    Object obj = con.newInstance();


    System.out.println("******************获取私有构造方法，并调用*******************************");
    con = clazz.getDeclaredConstructor(float.class);
    System.out.println(con);
    //调用构造方法
    con.setAccessible(true);//暴力访问(忽略掉访问修饰符)
    obj = con.newInstance(100);
  }


}

输出：

**********************所有公有构造方法*********************************
public pojo.Hero(java.lang.String,float)
public pojo.Hero(char)
public pojo.Hero()
************所有的构造方法(包括：私有、受保护、默认、公有)***************
private pojo.Hero(float)
protected pojo.Hero(boolean)
public pojo.Hero(java.lang.String,float)
public pojo.Hero(char)
public pojo.Hero()
pojo.Hero(java.lang.String)
*****************获取公有、无参的构造方法*******************************
con = public pojo.Hero()
调用了公有、无参构造方法执行了。。。
******************获取私有构造方法，并调用*******************************
private pojo.Hero(float)
私有的构造方法   血量：100.0

总结：

1.获取构造器对象方法：
  1).批量的方法：
public Constructor[] getConstructors()：所有"公有的"构造方法
public Constructor[] getDeclaredConstructors()：获取所有的构造方法(包括私有、受保护、默认、公有)
  2).获取单个的方法:
public Constructor getConstructor(Class… parameterTypes): 获取单个的"公有的"构造方法
public Constructor getDeclaredConstructor(Class…parameterTypes):获取"某个构造方法"可以是私有的，或受保护、默认、公有；

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3: 获取成员变量并使用

基本步骤

1.获取HeroPlus类的对象 ​​new方法/第2章中的方法​​ h
2. 获取属性 ​​Field f1 = h.getDeclaredField("属性名")​​ 3. 修改属性 ​​f1.set(h，实参)​​，注意这里的h是对象，不是类对象

示例：

1. 新增HeroPlus类

package pojo;
public class HeroPlus {
    public String name;
    public float hp;
    public int damage;
    public int id;

    public String getName() {
        return name;
    }
    public void setName(String name) {
        this.name = name;
    }
    public HeroPlus(){

    }
    public HeroPlus(String string) {
        name =string;
    }

    @Override
    public String toString() {
        return "Hero [name=" + name + "]";
    }
    public boolean isDead() {
        // TODO Auto-generated method stub
        return false;
    }
    public void attackHero(HeroPlus h2) {
        System.out.println(this.name+ " 正在攻击 " + h2.getName());
    }
}

1. 获取属性并修改

package test;
public class ParaTest {
   public static void main(String[] args) {
         HeroPlus h =new HeroPlus();
         //使用传统方式修改name的值为garen
         h.name = "garen";

         try {
             //获取类HeroPlus的名字叫做name的字段
             Field f1= h.getClass().getDeclaredField("name");
             //修改这个字段的值
             f1.set(h, "teemo");
             //打印被修改后的值
             System.out.println(h.name);

         } catch (Exception e) {
             // TODO Auto-generated catch block
             e.printStackTrace();
         }
 }
}

补充：

getField和getDeclaredField的区别

   getField 只能获取public的，包括从父类继承来的字段。

   getDeclaredField 可以获取本类所有的字段，包括private的，但是 不能获取继承来的字段。 (注： 这里只能获取到private的字段，但并不能访问该private字段的值,除非加上setAccessible(true))

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4: 获取成员方法并使用

1. 1. 
      
2. 获取HeroPlus类的对象 ​​h​​
3. 获取成员方法：
   public Method getMethod(String name ，Class<?>… parameterTypes):获取"公有方法"；（包含了父类的方法也包含Object类）
   public Method getDeclaredMethods(String name ，Class<?>… parameterTypes) :获取成员方法，包括私有的(不包括继承的)
   参数解释：
     name : 方法名；
     Class … : 形参的Class类型对象
4. 调用方法
   Method --> public Object invoke(Object obj,Object… args):
   参数说明：
     obj : 要调用方法的对象；
     args:调用方式时所传递的实参；
   1. 
      

示例：

package test;
public class MethodTest {
  public static void main(String[] args) {

   HeroPlus h = new HeroPlus();

     try {
         // 获取这个名字叫做setName，参数类型是String的方法
         Method m = h.getClass().getMethod("setName", String.class);
         // 对h对象，调用这个方法
         m.invoke(h, "盖伦");
         // 使用传统的方式，调用getName方法
         System.out.println(h.getName());

     } catch (Exception e) {
         // TODO Auto-generated catch block
         e.printStackTrace();
     }

 }
}

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5: 获取main方法并使用

示例：

1. HeroPlus 新增main方法

public static void main(String[] args) {
    System.out.println("执行main方法");
  }

1. 通过下面步骤获取main方法​​1​​

package test;
public class MainTest {
  public static void main(String[] args) {
    try {
      //1、获取HeroPlus对象的字节码
      Class clazz = Class.forName("pojo.HeroPlus");

      //2、获取main方法,第一个参数：方法名称，第二个参数：方法形参的类型，
       Method methodMain = clazz.getMethod("main", String[].class);
      //3、调用main方法
      // methodMain.invoke(null, new String[]{"a","b","c"});
      //第一个参数，对象类型，因为方法是static静态的，所以为null可以，第二个参数是String数组，这里要注意在jdk1.4时是数组，jdk1.5之后是可变参数
      //这里拆的时候将  new String[]{"a","b","c"} 拆成3个对象。所以需要将它强转。
       methodMain.invoke(null, (Object)new String[]{"a","b","c"});//方式一
      // methodMain.invoke(null, new Object[]{new String[]{"a","b","c"}});//方式二

    } catch (Exception e) {
      e.printStackTrace();
    }


  }
}

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4 : 关于反射的用法举例

反射非常强大，但是从上面的记录来看，反而觉得还不如直接调用方法来的直接和方便​​2​​。

通常来说，需要在学习了Spring 的依赖注入，反转控制之后，才会对反射有更好的理解，所以先这里举两个例子，来演示一下反射的一种实际运用​​3​​。

1:通过反射运行配置文件内容

1. 首先准备两个业务类

package service;
public class Service1 {
    public void doService1(){
        System.out.println("业务方法1");
    }
}

package service;
public class Service2 {
    public void doService2(){
        System.out.println("业务方法2");
    }
}

1. 当需要从第一个业务方法切换到第二个业务方法的时候，使用非反射方式，必须修改代码，并且重新编译运行，才可以达到效果

package service;
public class CommonTest {
    public static void main(String[] args) {
      //new Service1().doService1();
      //必须重新修改代码
          new Service2().doService2();
      }
}

1. 使用反射方式则方便很多

1. 1. 
      
2. 首先准备一个配置文件，就叫做spring.txt吧, 放在src目录下。
   里面存放的是类的名称，和要调用的方法名。首先准备一个配置文件，就叫做spring.txt吧, 放在src目录下。里面存放的是类的名称，和要调用的方法名。
3. 在测试类Test中，首先取出类名称和方法名，然后通过反射去调用这个方法。
4. 当需要从调用第一个业务方法，切换到调用第二个业务方法的时候，不需要修改一行代码，也不需要重新编译，只需要修改配置文件spring.txt，再运行即可。
   1. 
      

示例：

spring.txt内容

class=reflection.Service1
method=doService1

测试类

package service;
public class ReflectTest {
    @SuppressWarnings({ "rawtypes", "unchecked" })
    public static void main(String[] args) throws Exception {

        //从spring.txt中获取类名称和方法名称
        File springConfigFile = new File("H:\\eclpise-workspace\\reflect-demo\\src\\spring.txt");
        Properties springConfig= new Properties();
        springConfig.load(new FileInputStream(springConfigFile));
        String className = (String) springConfig.get("class");
        String methodName = (String) springConfig.get("method");

        //根据类名称获取类对象
        Class clazz = Class.forName(className);
        //根据方法名称，获取方法对象
        Method m = clazz.getMethod(methodName);
        //获取构造器
        Constructor c = clazz.getConstructor();
        //根据构造器，实例化出对象
        Object service = c.newInstance();
        //调用对象的指定方法
        m.invoke(service);

    }
}

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2:通过反射越过泛型检查

泛型是在编译期间起作用的。在编译后的.class文件中是没有泛型的。所有比如T或者E类型啊，本质都是通过Object处理的。所以可以通过使用反射来越过泛型。

示例：

package test;
public class GenericityTest {
  public static void main(String[] args) throws Exception{

  ArrayList<String> list = new ArrayList<>();
  list.add("this");
  list.add("is");

  //  strList.add(5);报错

  /********** 越过泛型检查    **************/

  //获取ArrayList的Class对象，反向的调用add()方法，添加数据
  Class listClass = list.getClass(); 
  //获取add()方法
  Method m = listClass.getMethod("add", Object.class);
  //调用add()方法
  m.invoke(list, 5);

  //遍历集合
  for(Object obj : list){
    System.out.println(obj);
    }
  }

}

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