java反射基础知识

什么是反射?

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方法和属性;这种动态获取信息以及动态调用对象方法的功能称为java语言的反射机制.

白话
简而言之,通过反射,我们可以在运行时获得程序或程序集中每一个类型的成员和成员的信息。

程序中一般的对象的类型都是在编译期就确定下来的,而Java反射机制可以动态地创建对象并调用其属性,这样的对象的类型在编译期是未知的。所以我们可以通过反射机制直接创建对象,即使这个对象的类型在编译期是未知的。

反射的核心是JVM在运行时才动态加载类或调用方法/访问属性,它不需要事先(写代码的时候或编译期)知道运行对象是谁。

Java反射框架主要提供以下功能:

1.在运行时判断任意一个对象所属的类;
2.在运行时构造任意一个类的对象;
3.在运行时判断任意一个类所具有的成员变量和方法(通过反射甚至可以调用private方法);
4.在运行时调用任意一个对象的方法

==重点:是运行时而不是编译时==

有什么用处?

==反射最重要的用途就是开发各种通用框架。具有强大的解耦性==

JUnit的@Test和Spring的@Controller和@RequestMapping是很好的例子。

当我们在使用IDE(如Eclipse,IDEA)时,当我们输入一个对象或类并想调用它的属性或方法时,一按点号,编译器就会自动列出它的属性或方法,这里就会用到反射。

很多框架(比如Spring)都是配置化的(比如通过XML文件配置JavaBean,Action之类的),为了保证框架的通用性,它们可能需要根据配置文件加载不同的对象或类,调用不同的方法,这个时候就必须用到反射——运行时动态加载需要加载的对象。

举一个例子,在运用Struts 2框架的开发中我们一般会在struts.xml里去配置Action,比如:


/shop/shop-index.jsp
login.jsp

配置文件与Action建立了一种映射关系,当View层发出请求时,请求会被StrutsPrepareAndExecuteFilter拦截,然后StrutsPrepareAndExecuteFilter会去动态地创建Action实例。
——比如我们请求login.action,那么StrutsPrepareAndExecuteFilter就会去解析struts.xml文件,检索action中name为login的Action,并根据class属性创建SimpleLoginAction实例,并用invoke方法来调用execute方法,这个过程离不开反射。
对与框架开发人员来说,反射虽小但作用非常大,它是各种容器实现的核心。而对于一般的开发者来说,不深入框架开发则用反射用的就会少一点,不过了解一下框架的底层机制有助于丰富自己的编程思想,也是很有益的。

怎么使用?

JAVA的反射你一定要知道四个类:

Class,Constructor,Field,Method;
Class 代表类的对象
Constructor 代表类的构造器对象
Field 代表了类的成员变量
Method 代表了类的方法对象

获得Class对象

方法有三种
(1)使用Class类的forName静态方法:

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public static Class<?> forName(String className)
Class c1=Class.forName("me.light.Person");

(2)直接获取某一个对象的class,比如:

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Class<?> klass = int.class;
Class<?> classInt = Integer.TYPE;
Class c2=me.light.Person.class;

(3)调用某个对象的getClass()方法,比如:

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StringBuilder str = new StringBuilder("123");
Class<?> klass = str.getClass();
Class c3=person.getClass();

2、判断是否为某个类的实例

一般地,我们用instanceof关键字来判断是否为某个类的实例。同时我们也可以借助反射中Class对象的isInstance()方法来判断是否为某个类的实例,它是一个Native方法:

public native boolean isInstance(Object obj);

3、创建实例

通过反射来生成对象主要有两种方式。

(1)使用Class对象的newInstance()方法来创建Class对象对应类的实例。

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Class<?> c = String.class;
Object str = c.newInstance();

(2)先通过Class对象获取指定的Constructor对象,再调用Constructor对象的newInstance()方法来创建实例。这种方法可以用指定的构造器构造类的实例。

//获取String所对应的Class对象
Class<?> c = String.class;
//获取String类带一个String参数的构造器
Constructor constructor = c.getConstructor(String.class);
//根据构造器创建实例

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Object obj = constructor.newInstance("23333");
System.out.println(obj);

4、获取方法

获取某个Class对象的方法集合,主要有以下几个方法:

4.1 getDeclaredMethods()方法返回类或接口声明的所有方法,包括公共、保护、默认(包)访问和私有方法,但不包括继承的方法。
public Method[] getDeclaredMethods() throws SecurityException

4.2 getMethods()方法返回某个类的所有公用(public)方法,包括其继承类的公用方法。
public Method[] getMethods() throws SecurityException

4.3 getMethod()方法返回一个特定的方法,其中第一个参数为方法名称,后面的参数为方法的参数对应Class的对象
public Method getMethod(String name, Class<?>... parameterTypes)

通过getMethods()获取的方法可以获取到父类的方法,比如java.lang.Object下定义的各个方法。

5、获取构造器信息
获取类构造器的用法与上述获取方法的用法类似。主要是通过Class类的getConstructor方法得到Constructor类的一个实例,而Constructor类有一个newInstance方法可以创建一个对象实例:

public T newInstance(Object ... initargs)

此方法可以根据传入的参数来调用对应的Constructor创建对象实例~

6、获取类的成员变量(字段)信息
主要是这几个方法,在此不再赘述:
getFiled: 访问公有的成员变量
getDeclaredField:所有已声明的成员变量。但不能得到其父类的成员变量
getFileds和getDeclaredFields用法同上(参照Method)

7、调用方法
当我们从类中获取了一个方法后,我们就可以用invoke()方法来调用这个方法。invoke方法的原型为:

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public Object invoke(Object obj, Object... args)
throws IllegalAccessException, IllegalArgumentException,
InvocationTargetException

下面是一个实例:

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public class test1 {
public static void main(String[] args) throws IllegalAccessException, InstantiationException, NoSuchMethodException, InvocationTargetException {
Class<?> klass = methodClass.class;
//创建methodClass的实例
Object obj = klass.newInstance();
//获取methodClass类的add方法
Method method = klass.getMethod("add",int.class,int.class);
//调用method对应的方法 => add(1,4)
Object result = method.invoke(obj,1,4);
System.out.println(result);
}
}
class methodClass {
public final int fuck = 3;
public int add(int a,int b) {
return a+b;
}
public int sub(int a,int b) {
return a+b;
}
}

关于invoke()方法的详解,后面我会专门写一篇文章来深入解析invoke的过程。

一些注意事项

由于反射会额外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。
另外,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。

参考