一文搞懂Java中的反射机制

2022-11-13 12:11:26 机制反射一文

一. 反射的概念

Java的反射机制是在运行状态中，对于任何一个类，都可以知道这个类的所有属性和方法，对于任何一个对象，都可以调用它所有的方法和属性，修改部分类型信息，这种动态获取信息以及动态调用对象方法的功能称为Java的反射机制

二. 为什么需要反射

在日常的第三方开发中，经常遇到某个类的方法或属性是私有的，这时候就可以利用反射机制来获取所需要的私有方法或属性

我们在进行Java程序开发时，为了开发效率，一般会选择IDE开发环境，IDE开发环境有一个强大的功能就是自动提示功能，IDE是如何知道对象中有哪些属性和方法呢？

反射最重要的用途就是开发各种通用框架，比如在spring中，我们将所有的类Bean交给spring容器管理，无论是XML配置Bean还是注解配置，当我们从容器中获取Bean来依赖注入时，容器会读取配置，而配置中给的就是类的信息，spring根据这些信息，需要创建那些Bean，spring就动态的创建这些类

三. 反射的基石

反射的基石是字节码文件对象

Java的源文件是不能直接进行运行的，需要先进行编译为.class的字节码文件，然后使用双亲委派模型被类加载器加载到虚拟机中形成字节码文件对象，才可以在JVM中运行

何时才能触发类的加载呢？只要需要用类就会触发类的加载，比如：

new一个对象的时候
访问一个静态成员的时候
访问一个静态方法的时候
创建一个子类对象的时候
java命令执行一个字节码文件的时候
通过反射机制创建一个字节码文件对象的时候

在Java中，一切皆对象，当字节码文件加载到JVM中，会形成一个Class类对象，即该类在jvm中变成了一个对象

字节码文件对象包含了三部分内容：

构造方法---Constructor对象

成员方法---Method对象

成员变量---Filed对象

四. 反射的实现

反射的第一步就是先获取Class类对象，也就是字节码文件对象，然后通过Class对象的核心方法达到反射的目的

1. 获取字节码文件对象

获取Class对象有三种方式：

使用Class.forName("类的全路径名")，可能会抛出ClassNotFoundException异常
使用类名.class，需要在编译期间就明确要操作的类
使用对象.getClass()方法，需要先将对象创建出类

先创建一个Student类，将它的属性，方法都设置为私有的

public class Student {
    private String name;
    private int age;
 
     public Student(String name, int age) {
        this.name = name;
        this.age = age;
    }
 
    private String getName() {
        return name;
    }
 
    private void setName(String name) {
        this.name = name;
    }
 
    private int getAge() {
        return age;
    }
 
    private void setAge(int age) {
        this.age = age;
    }
 
    @Override
    public String toString() {
        return "Student{" +
                "name='" + name + '\'' +
                ", age=" + age +
                '}';
    }
}

这时候，Student类的全路径名为：反射枚举lambda.Student

下面是获取字节码对象三种方式的代码展示：

public class TestReflect {
    public static void main(String[] args) {
        //获取字节码文件对象
        //1.使用Class.forName("类的全路径")
        try {
            Class<?> stuClass1 = Class.forName("反射枚举lambda.Student");
            System.out.println(stuClass1);
            //2.使用类.class
            Class<?> stuClass2 = Student.class;
            System.out.println(stuClass2);
            System.out.println(stuClass1==stuClass2); //true，字节码文件只有一份，故是同一个对象
            //3.使用对象.getClass()
            //该方法需要先创建对象，故先将Student类的构造方法改为公有的再进行下述操作
            Student student = new Student("张三",26);
            Class<?> stuClass3 = student.getClass();
            System.out.println(stuClass3);
            System.out.println(stuClass2==stuClass3); //true，字节码文件只有一份，故是同一个对象
        } catch (ClassNotFoundException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

打印结果：字节码文件只有一份，所以不同方式获得的是同一个对象

2. 反射的使用

2.1 反射构造方法创建实例

与反射相关的包都在import java.lang.reflect包下面

方法	说明
Constructor[] getConstructors()	获取类中所有公有的构造器对象
Constructor<T> getConstructors(Class...<T> paramTypes)	获取参数匹配的共有的构造器对象
Constructor[] getDeclaredConstructors()	获取类中所有的构造器对象，包括私有的
Constructor<T> getDeclaredConstructors(Class...<T> paramTypes)	获取类中参数匹配的构造器对象，包括私有的

具体步骤：

获取字节码文件对象
使用字节码对象获取构造方法
设置构造方法权限
使用构造方法创建实例对象

代码示例：

    public static void main(String[] args) {
        try {
            //1.获取字节码对象
            Class<?> stuClass = Class.forName("反射枚举lambda.Student");
            //2.获取构造方法
            Constructor<?> stuConstructor = stuClass.getDeclaredConstructor(String.class,int.class); //参数也是class类型
            //3.修改方法的访问权限
            stuConstructor.setAccessible(true);
            //4.调用该方法
            Object object = stuConstructor.newInstance("李四",23); //newInstance()创建类的实例,为Object类型 
            Student s = (Student) object;
            System.out.println(s);
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }

打印结果：

2.2 反射属性

方法	说明
getFields()	获取所有公有的属性对象
getField(String name)	获取某个公有的属性对象
getDeclaredFields()	获取所有的属性对象，包括私有属性
getDeclaredField(String name)	获取某个属性对象，包括私有属性

具体步骤：

获取字节码对象
使用字节码对象获取属性
设置属性权限
调用方法设置属性值

代码示例：

//反射属性
Field sutAge = stuClass.getDeclaredField("age"); //参数为属性
sutAge.setAccessible(true);
sutAge.setInt(s,18); //设置属性值为int，第一个参数为哪个对象，第二个参数为设置值
System.out.println(s);

打印结果：将对象s的age设置为18

2.3 反射方法

方法	说明
getMethods()	获取该类所有的公有的方法
getMethod(String name,Class...<?> parameterTypes)	获取该类某个公有的方法
getDeclaredMethods()	获取该类所有方法，包括私有
getDeclaredMethod(String name,Class...<?> parameterTypes)	获取该类某个方法，包括私有

具体步骤：

获取字节码对象
使用字节码对象获取方法
设置方法权限
使用方法.invoke调用，第一个参数为哪个对象，后面参数为方法参数的具体值

代码示例：

//反射方法
Method setNameMethod = stuClass.getDeclaredMethod("setName", String.class); //第一个参数为方法名，后面参数为方法参数
setNameMethod.setAccessible(true);
setNameMethod.invoke(s,"王五");
System.out.println(s);

打印结果：将对象s的姓名改为王五

反射的优缺点

优点：

对于任意一个类，可以获取该类的所有属性和方法，对于一个对象，能调用它任意一个方法

增加程序的灵活性和扩展性，降低耦合性，提高自适应能力

反射已经应用在很多框架中，如：Spring，Struts，Hibernate

缺点：

破坏了类的封装性

使用反射导致程序效率低

反射代码比较复杂，因而会带来维护问题

以上就是一文搞懂Java中的反射机制的详细内容，更多关于Java反射机制的资料请关注其它相关文章！

相关文章

一文搞懂Java中的反射机制

目录

一. 反射的概念

二. 为什么需要反射

三. 反射的基石

四. 反射的实现

1. 获取字节码文件对象

2. 反射的使用

反射的优缺点