JAVA反射的种类和特点 java反射的原理是什么

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编程艺术家 2023-06-15 13:00:23

文章标签 JAVA反射的种类和特点 java jvm 开发语言后端 文章分类 Java 后端开发

什么是反射机制

反射机制是指java程序在运行时动态加载类并获取类的详细信息从而操作其属性或者方法，是JVM得到class对象之后，再通过class对象进行反编译，从而获取对象的各种信息。

反射原理

反射的实现利用Class类，在Java中万物都是对象，类也不例外，类本身也是对象，每个类别都是Class类别的对象。
一个类别加载后，在方法区域创建代表该类别的Class类别的对象，该对象保存该类别的所有信息，作为访问该类别的入口。
因此，在运行过程中，如果你想通过发射获取某种类型的信息，首先JVM检查该类型是否已经加载，如果没有，首先加载，然后通过调用相应的Class对象获取该类型的信息。

反射的优缺点

优点

增加程序的灵活性，避免将程序写死到代码里。（在运行时获得类的各种内容，进行反编译，对于Java这种先编译再运行的语言，能够让我们很方便的创建灵活的代码，这些代码可以在运行时装配，无需在组件之间进行源代码的链接，更加容易实现面向对象。）
代码简洁，提高代码的复用率，外部调用方便

缺点

反射会消耗一定的系统资源，因此，如果不需要动态地创建一个对象，那么就不需要用反射
反射调用方法时可以忽略权限检查，因此可能会破坏封装性而导致安全问题

获取Class类对象的三种方式

类名.class属性
对象名.getClass()方法
Class.forName(全类名)方法
使用类的加载器：ClassLoader

@Test
public void test1() throws ClassNotFoundException {
            //方式一：调用运行时类的属性：.class
            Class clazz1 = Person.class;
            System.out.println(clazz1);//class com.jiaying.java1.Person
            //方式二：通过运行时类的对象,调用getClass()
            Person p1 = new Person();
            Class clazz2 = p1.getClass();
            System.out.println(clazz2);//class com.jiaying.java1.Person

            //方式三：调用Class的静态方法：forName(String classPath)
            Class clazz3 = Class.forName("com.jiaying.java1.Person");
            Class clazz5 = Class.forName("java.lang.String");
            System.out.println(clazz3);//class com.jiaying.java1.Person
            System.out.println(clazz5);//class java.lang.String

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

            //方式四：使用类的加载器：ClassLoader  (了解)
            ClassLoader classLoader = ReflectionTest.class.getClassLoader();
            Class clazz4 = classLoader.loadClass("com.jiaying.java1.Person");
            System.out.println(clazz4);//class com.jiaying.java1.Person
            System.out.println(clazz1 == clazz4);//true
}

反射获取构造方法并应用

package com.fanshe;

import java.lang.reflect.Constructor;

public class Student {
    private String name;
    private int age;

    // 私有的有参构造方法
    private Student(String name) {
        System.out.println("name的值为:" + name);
        System.out.println("private...Student的有参构造方法");
    }

    // 公共的无参构造方法
    public Student() {
        System.out.println("public...Student的无参构造方法");
    }

    // 公共的有参构造方法
    public Student(String name, int age) {
        System.out.println("name的值为:" + name + "age的值为:" + age);
        System.out.println("public...Student的有参构造方法");
    }
}


class ReflectDemo {
    public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException, NoSuchMethodException {
        System.out.println("获取所有公共构造方法对象的数组===========");
        method1();
        System.out.println("获取单个构造方法对象===========");
        method2();
        System.out.println("获取所有构造方法对象的数组===========");
        method3();
        System.out.println("获取单个构造方法对象===========");
        method4();
    }

    private static void method4() throws ClassNotFoundException, NoSuchMethodException {
        //        Constructor<T> getDeclaredConstructor(Class<?>... parameterTypes)：
        //                                      返回单个构造方法对象
        //1.获取Class对象
        Class clazz = Class.forName("com.fanshe.Student");
        System.out.println("String+int的构造");
        Constructor constructor = clazz.getDeclaredConstructor(String.class,int.class);

        System.out.println(constructor);
        System.out.println("String的构造");
        constructor=clazz.getDeclaredConstructor(String.class);
        System.out.println(constructor);

    }

    private static void method3() throws ClassNotFoundException, NoSuchMethodException {
        //        Constructor<T> getConstructor(Class<?>... parameterTypes)：
        //                                      返回单个公共构造方法对象
        //1.获取Class对象
        Class clazz = Class.forName("com.fanshe.Student");
        //小括号中,一定要跟构造方法的形参保持一致.
        Constructor constructor1 = clazz.getConstructor();
        System.out.println(constructor1);

        Constructor constructor2 = clazz.getConstructor(String.class, int.class);
        System.out.println(constructor2);

        //因为Student类中,没有只有一个int的构造,所以这里会报错.
//        Constructor constructor3 = clazz.getConstructor(int.class);
//        System.out.println(constructor3);
    }

    private static void method2() throws ClassNotFoundException {
        //        Constructor<?>[] getDeclaredConstructors()：
        //                                      返回所有构造方法对象的数组
        //1.获取Class对象
        Class clazz = Class.forName("com.fanshe.Student");

        Constructor[] constructors = clazz.getDeclaredConstructors();
        for (Constructor constructor : constructors) {
            System.out.println(constructor);
        }
    }

    private static void method1() throws ClassNotFoundException {
        //        Constructor<?>[] getConstructors()：
        //                                      返回所有公共构造方法对象的数组
        //1.获取Class对象
        Class clazz = Class.forName("com.fanshe.Student");
        Constructor[] constructors = clazz.getConstructors();
        for (Constructor constructor : constructors) {
            System.out.println(constructor);
        }
    }
}

Constructor类用于创建对象的方法

package com.fanshe;

import java.lang.reflect.Constructor;
import java.lang.reflect.InvocationTargetException;

public class Student {
    private String name;
    private int age;

    // 私有的有参构造方法
    private Student(String name) {
        System.out.println("name的值为:" + name);
        System.out.println("private...Student的有参构造方法");
    }

    // 公共的无参构造方法
    public Student() {
        System.out.println("public...Student的无参构造方法");
    }

    // 公共的有参构造方法
    public Student(String name, int age) {
        System.out.println("name的值为:" + name + "age的值为:" + age);
        System.out.println("public...Student的有参构造方法");
    }

    @Override
    public String toString() {
        return "Student{" +
                "name='" + name + '\'' +
                ", age=" + age +
                '}';
    }
}


// T newInstance(Object... initargs)：根据指定的构造方法创建对象
class ReflectDemo2 {
    public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException, NoSuchMethodException, IllegalAccessException, InvocationTargetException, InstantiationException {
        
        method1();
        method2();
        method3();
        method4();
    }

    private static void method4() throws ClassNotFoundException, NoSuchMethodException, InstantiationException, IllegalAccessException, InvocationTargetException {
        //获取一个私有的构造方法并创建对象
        //1.获取class对象
        Class clazz = Class.forName("com.fanshe.Student");

        //2.获取一个私有化的构造方法.
        Constructor constructor = clazz.getDeclaredConstructor(String.class);

        //被private修饰的成员,不能直接使用的
        //如果用反射强行获取并使用,需要临时取消访问检查
        constructor.setAccessible(true);

        //3.直接创建对象
        Student student = (Student) constructor.newInstance("zhangsan");

        System.out.println(student);
    }

    private static void method3() throws ClassNotFoundException, InstantiationException, IllegalAccessException {
        //简写格式
        //1.获取class对象
        Class clazz = Class.forName("com.fanshe.Student");

        //2.在Class类中,有一个newInstance方法,可以利用空参直接创建一个对象
        Student student = (Student) clazz.newInstance();//这个方法现在已经过时了,了解一下

        System.out.println(student);
    }

    private static void method2() throws ClassNotFoundException, NoSuchMethodException, InstantiationException, IllegalAccessException, InvocationTargetException {
        //1.获取class对象
        Class clazz = Class.forName("com.fanshe.Student");

        //2.获取构造方法对象
        Constructor constructor = clazz.getConstructor();

        //3.利用空参来创建Student的对象
        Student student = (Student) constructor.newInstance();

        System.out.println(student);
    }

    private static void method1() throws ClassNotFoundException, NoSuchMethodException, InstantiationException, IllegalAccessException, InvocationTargetException, InvocationTargetException {
        //1.获取class对象
        Class clazz = Class.forName("com.fanshe.Student");

        //2.获取构造方法对象
        Constructor constructor = clazz.getConstructor(String.class, int.class);

        //3.利用newInstance创建Student的对象
        Student student = (Student) constructor.newInstance("杨天真", 22);

        System.out.println(student);
    }
}

小结

如果是public的，直接创建对象

newInstance(Object... initargs)

如果是非public的，需要临时取消检查，然后再创建对象

setAccessible(boolean)  暴力反射

反射获取成员变量并使用

package com.fanshe;

import java.lang.reflect.Field;

public class Student {

    public String name;
    public int age;
    public String gender;
    private int money = 300;

    @Override
    public String toString() {
        return "Student{" +
                "name='" + name + '\'' +
                ", age=" + age +
                ", gender='" + gender + '\'' +
                ", money=" + money +
                '}';
    }
}

class ReflectDemo {
    public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException, NoSuchFieldException {
        method1();
        method2();
        method3();
        method4();
    }

    private static void method4() throws ClassNotFoundException, NoSuchFieldException {
        //        Field getDeclaredField(String name)：返回单个成员变量对象
        System.out.println("返回单个成员变量对象==================");

        //1.获取class对象
        Class clazz = Class.forName("com.fanshe.Student");

        //2.获取money成员变量
        Field field = clazz.getDeclaredField("money");

        //3.打印一下
        System.out.println(field);
    }

    private static void method3() throws ClassNotFoundException, NoSuchFieldException {
        //        Field getField(String name)：返回单个公共成员变量对象
        System.out.println("返回单个公共成员变量对象==================");

        //想要获取的成员变量必须是真实存在的
        //且必须是public修饰的.
        //1.获取class对象
        Class clazz = Class.forName("com.fanshe.Student");

        //2.获取name这个成员变量
        Field field = clazz.getField("name");

        //3.打印一下
        System.out.println(field);
    }

    private static void method2() throws ClassNotFoundException {
        //        Field[] getDeclaredFields()：返回所有成员变量对象的数组
        System.out.println("返回所有成员变量对象的数组==================");

        //1.获取class对象
        Class clazz = Class.forName("com.fanshe.Student");

        //2.获取所有的Field对象
        Field[] fields = clazz.getDeclaredFields();

        //3.遍历
        for (Field field : fields) {
            System.out.println(field);
        }
    }

    private static void method1() throws ClassNotFoundException {
        //        Field[] getFields()：返回所有公共成员变量对象的数组
        System.out.println("返回所有公共成员变量对象的数组==================");
        //1.获取class对象
        Class clazz = Class.forName("com.fanshe.Student");

        //2.获取Field对象.
        Field[] fields = clazz.getFields();

        //3.遍历
        for (Field field : fields) {
            System.out.println(field);
        }
    }
}

Method类用于执行方法的方法

package com.fanshe;

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

public class Student {

    //私有的，无参无返回值
    private void show() {
        System.out.println("私有的show方法，无参无返回值");
    }

    //公共的，无参无返回值
    public void function1() {
        System.out.println("function1方法，无参无返回值");
    }

    //公共的，有参无返回值
    public void function2(String name) {
        System.out.println("function2方法，有参无返回值,参数为" + name);
    }

    //公共的，无参有返回值
    public String function3() {
        System.out.println("function3方法，无参有返回值");
        return "aaa";
    }

    //公共的，有参有返回值
    public String function4(String name) {
        System.out.println("function4方法，有参有返回值,参数为" + name);
        return "bbb";
    }
}

class ReflectDemo {
    public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException, NoSuchMethodException, IllegalAccessException, InstantiationException, InvocationTargetException, InvocationTargetException {
//        Object invoke(Object obj, Object... args)：运行方法
//        参数一：用obj对象调用该方法
//        参数二：调用方法的传递的参数（如果没有就不写）
//        返回值：方法的返回值（如果没有就不写）

        //1.获取class对象
        Class clazz = Class.forName("com.fanshe.Student");
        //2.获取里面的Method对象  function4
        Method method = clazz.getMethod("function4", String.class);
        //3.运行function4方法就可以了
        //3.1创建一个Student对象,当做方法的调用者
        Student student = (Student) clazz.newInstance();
        //3.2运行方法
        Object result = method.invoke(student, "杨天真");
        //4.打印一下返回值
        System.out.println(result);
    }
}

好啦看到这里你学会了吗