[Java开发之路]（14）反射机制
最后更新于：2022-04-01 09:59:53
### 1.Class类
普通对象构造方式：
~~~
// 创建Book实例对象
Book book = new Book();
~~~
对于Class的实例对象如何构造呢？
Class的构造函数是私有的，只有JVM才能创建实例对象
~~~
// Class的构造函数是私有的，只有JVM才能创建Class实例对象
Class class1 = new Class(); // 错误
~~~
~~~
public final class Class<T> implements java.io.Serializable,
java.lang.reflect.GenericDeclaration,
java.lang.reflect.Type,
java.lang.reflect.AnnotatedElement {
/*
* Constructor. Only the Java Virtual Machine creates Class
* objects.
*/
private Class() {}
....
}
~~~
Class有三种表示方式：
（1）XXX.class XXX为类名
实际再告诉我们任何一个类都有一个隐含的已经太成员变量class
~~~
Class class1 = Book.class;
~~~
（2）XXX.getClass() XXX为对象名称
已知该类的实例对象，通过getClass()方法获取
~~~
Book book = new Book();
Class class2 = book.getClass();
~~~
（3）通过Class类的forName方法获取
~~~
try {
Class class3 = Class.forName("com.qunar.bean.Book");
System.out.println(class1 == class2);
System.out.println(class1 == class3);
} catch (ClassNotFoundException e) {
e.printStackTrace();
}
~~~
我们完全可以通过类的类类型创建该类的对象实例，通过class1，class2以及class3创建Book的实例
~~~
try {
Class class3 = Class.forName("com.qunar.bean.Book");
// 通过类类型的newInstance方法创建实例对象
Book book2 = (Book)class3.newInstance();
book2.setPrice("23.4");
} catch (ClassNotFoundException e) {
e.printStackTrace();
} catch (InstantiationException e) {
e.printStackTrace();
} catch (IllegalAccessException e) {
e.printStackTrace();
}
~~~
### 2.Class动态加载类
Class.forName("类的全称") 不仅表示了类的类类型，还代表了动态加载类。
编译时刻加载类是静态加载类，运行时刻加载类是动态加载类。
### 3.反射
反射机制--用来检查可用的方法，并返回方法名。
人们想要在运行时获取类的信息的另一个动机，便是希望提供在跨网络的远程平台上创建和运行对象的能力。这被称为远程方法调用，它允许一个Java程序将对象分布到多台机器上。
class类与java.lang.reflect类库一起对反射的概念进行了支持，该类库包含了Filed,Method以及Constructor类（每个类都实现了Member接口）。这些类型的对象是由JVM在运行时创建的，用以表示未知类里对应的成员。这样你就可以使用Constructor创建新的对象，用get()和set()方法读取和修改与Field对象关联的字段，用invoke()方法调用与method对象关联的方法。另外，还可以调用getFields(),getMethods()和getConstructors()等很便利的方法，以返回表示字段，方法以及构造器的对象的数组。这样，匿名对象的类信息就能在运行时被完全确定下来，而在编译时不需要知道任何事情。
其实，反射机制并没有什么神奇之处。当通过反射与一个未知类型的对象打交道时，JVM只知道简单的检查这个对象，看它属于哪个特定的类。在用它做其他事情之前，我们必须先加载这个类的class对象。因此，那个类的.class文件对于JVM来说必须是可获取的，要么在本地机器上，要么可以通过网络可以获得。对于反射机制而言，在编译时不能取得.class文件，只能在运行时打开和检查.class文件。
3.1 获取方法信息
~~~
package com.qunar.reflect;
public class ReflectDemo {
public static void main(String[] args) {
// int的类类型
Class class1 = int.class;
Class class2 = String.class;
Class class3 = double.class;
Class class4 = Double.class;
Class class5 = void.class;
System.out.println("class1->" + class1.getName());
System.out.println("class2->" + class2.getName());
System.out.println("class3->" + class3.getName());
System.out.println("class4->" + class4.getName());
System.out.println("class5->" + class5.getName());
}
}
~~~
运行结果：
<table cellspacing="0" cellpadding="0" style="margin:8px 0px; border-collapse:collapse; border:1px solid rgb(187,187,187); width:892px"><tbody><tr><td style="padding:4px 8px; border-collapse:collapse; border:1px solid rgb(187,187,187); width:875px"><br/><div style="margin:0px"><span style="font-size:14pt; color:windowtext; font-family:微软雅黑">class1->int</span></div><div style="margin:0px"><span style="font-size:14pt; color:windowtext; font-family:微软雅黑">class2->java.lang.String</span></div><div style="margin:0px"><span style="font-size:14pt; color:windowtext; font-family:微软雅黑">class3->double</span></div><div style="margin:0px"><span style="font-size:14pt; color:windowtext; font-family:微软雅黑">class4->java.lang.Double</span></div><div style="margin:0px"><span style="font-size:14pt; color:windowtext; font-family:微软雅黑">class5->void</span></div></td></tr></tbody></table>
~~~
// 只打印简单名称（不包含包名称）
System.out.println("class2->" + class2.getSimpleName()); // String
~~~
~~~
/**
* 打印类成员方法信息（public函数，包括父类继承而来的）
* @param object
*/
public static void PrintClassPublicFunction(Object object){
// 获取类的信息，首先获取类的类类型
// 传递的是哪个子类的对象 c 就是该子类的类类型
Class c = object.getClass();
System.out.println("类的全称是：" + c.getName());
// 一个成员方法就是一个method对象
// getMethods方法是获取的是所有public的函数，包括父类继承而来的
Method[] methods = c.getMethods();
for (Method method : methods) {
// 获取方法返回值类型的类类型
Class returnType = method.getReturnType();
System.out.print(returnType.getName() + " ");
// 获取方法的名称
System.out.print(method.getName() + "(");
// 获取方法参数
// 得到方法参数列表中类型的类类型
Class[] paramTypes = method.getParameterTypes();
int size = paramTypes.length;
for (int i = 0;i < size;++i) {
if(i != 0){
System.out.print(",");
}//if
System.out.print(paramTypes[i].getName());
}//for
System.out.println(")");
}//for
}
~~~
运行结果：
<table cellspacing="0" cellpadding="0" style="margin:8px 0px; border-collapse:collapse; border:1px solid rgb(187,187,187); width:892px"><tbody><tr><td style="padding:4px 8px; border-collapse:collapse; border:1px solid rgb(187,187,187); width:875px"><div style="margin:0px"><span style="font-size:14pt; color:windowtext; font-family:微软雅黑">boolean startsWith(java.lang.String)</span></div><div style="margin:0px"><span style="font-size:14pt; color:windowtext; font-family:微软雅黑">boolean startsWith(java.lang.String,int)</span></div><div style="margin:0px"><span style="font-size:14pt; color:windowtext; font-family:微软雅黑">java.lang.CharSequence subSequence(int,int)</span></div><div style="margin:0px"><span style="font-size:14pt; color:windowtext; font-family:微软雅黑">java.lang.String substring(int,int)</span></div><div style="margin:0px"><span style="font-size:14pt; color:windowtext; font-family:微软雅黑">java.lang.String substring(int)</span></div><div style="margin:0px"><span style="font-size:14pt; color:windowtext; font-family:微软雅黑">[C toCharArray()</span></div><div style="margin:0px"><span style="font-size:14pt; color:windowtext; font-family:微软雅黑">java.lang.String toLowerCase(java.util.Locale)</span></div><div style="margin:0px"><span style="font-size:14pt; color:windowtext; font-family:微软雅黑">java.lang.String toLowerCase()</span></div><div style="margin:0px"><span style="font-size:14pt; color:windowtext; font-family:微软雅黑">java.lang.String toUpperCase()</span></div><div style="margin:0px"><span style="font-size:14pt; color:windowtext; font-family:微软雅黑">java.lang.String valueOf([C)</span></div><div style="margin:0px"><span style="font-size:14pt; color:windowtext; font-family:微软雅黑">java.lang.Class getClass()</span></div><div style="margin:0px"><span style="font-size:14pt; color:windowtext; font-family:微软雅黑">void notify()</span></div><div style="margin:0px"><span style="font-size:14pt; color:windowtext; font-family:微软雅黑">void notifyAll()</span></div><div style="margin:0px"><span style="font-size:14pt; color:windowtext; font-family:微软雅黑">void wait(long)</span></div><div style="margin:0px"><span style="font-size:14pt; color:windowtext; font-family:微软雅黑">void wait(long,int)</span></div><div style="margin:0px"><span style="font-size:14pt; color:windowtext; font-family:微软雅黑">void wait()</span></div>....</td></tr></tbody></table>
3.2 获取成员变量信息
~~~
/**
* 打印类成员变量信息
* @param object
*/
public static void PrintClassFiled(Object object){
// 获取类的信息，首先获取类的类类型
// 传递的是哪个子类的对象 c 就是该子类的类类型
Class c = object.getClass();
/* 成员变量也是对象，java.lang.reflect.Field 类封装了关于成员变量的操作
* getFields()方法获取的是所有的public的成员变量的信息
* getDeclaredFields()获取的是该类自己声明的成员变量的信息
*/
Field[] fields = c.getDeclaredFields();
for (Field field : fields) {
// 得到成员变量的类型的类类型
Class fieldType = field.getType();
// 得到成员变量的类型
System.out.print(fieldType.getName() + " ");
// 得到成员变量的名称
System.out.println(field.getName());
}//for
}
~~~
运行结果：
<table cellspacing="0" cellpadding="0" style="margin:8px 0px; border-collapse:collapse; border:1px solid rgb(187,187,187); width:892px"><tbody><tr><td style="padding:4px 8px; border-collapse:collapse; border:1px solid rgb(187,187,187); width:875px"><br/><div style="margin:0px"><span style="font-size:14pt; color:windowtext; font-family:微软雅黑">int MIN_VALUE</span></div><div style="margin:0px"><span style="font-size:14pt; color:windowtext; font-family:微软雅黑">int MAX_VALUE</span></div><div style="margin:0px"><span style="font-size:14pt; color:windowtext; font-family:微软雅黑">java.lang.Class TYPE</span></div><div style="margin:0px"><span style="font-size:14pt; color:windowtext; font-family:微软雅黑">[C digits</span></div><div style="margin:0px"><span style="font-size:14pt; color:windowtext; font-family:微软雅黑">[C DigitTens</span></div><div style="margin:0px"><span style="font-size:14pt; color:windowtext; font-family:微软雅黑">[C DigitOnes</span></div><div style="margin:0px"><span style="font-size:14pt; color:windowtext; font-family:微软雅黑">[I sizeTable</span></div><div style="margin:0px"><span style="font-size:14pt; color:windowtext; font-family:微软雅黑">int value</span></div><div style="margin:0px"><span style="font-size:14pt; color:windowtext; font-family:微软雅黑">int SIZE</span></div><div style="margin:0px"><span style="font-size:14pt; color:windowtext; font-family:微软雅黑">long serialVersionUID</span></div><div style="margin:0px"><span style="font-size:14pt; color:windowtext; font-family:微软雅黑">boolean $assertionsDisabled</span></div></td></tr></tbody></table>
3.3 获取构造函数信息
~~~
/**
* 打印类构造函数信息
* @param object
*/
public static void PrintClassConstructor(Object object){
// 获取类的信息，首先获取类的类类型
// 传递的是哪个子类的对象 c 就是该子类的类类型
Class c = object.getClass();
/* 构造函数也是对象，java.lang.reflect.Constructor 类封装了关于构造函数的操作
* getConstructors()方法获取的是所有的public的构造函数的信息
* getDeclaredConstructors()获取的是该类自己声明的构造函数的信息
*/
Constructor[] constructors = c.getConstructors();
for (Constructor constructor : constructors) {
// 构造函数的名称
System.out.print(constructor.getName() + "(");
// 获取构造函数的参数列表，得到的是参数列表的类类型
Class[] paramTypes = constructor.getParameterTypes();
int size = paramTypes.length;
for(int i = 0;i < size;++i){
if(i != 0){
System.out.print(",");
}//if
// 得到参数名称
System.out.print(paramTypes[i].getName());
}//for
System.out.println(")");
}//for
}
~~~
运行结果：
<table cellspacing="0" cellpadding="0" style="margin:8px 0px; border-collapse:collapse; border:1px solid rgb(187,187,187); width:892px"><tbody><tr><td style="padding:4px 8px; border-collapse:collapse; border:1px solid rgb(187,187,187); width:875px"><br/><div style="margin:0px"><span style="font-size:14pt; color:windowtext; font-family:微软雅黑">java.lang.String([B)</span></div><div style="margin:0px"><span style="font-size:14pt; color:windowtext; font-family:微软雅黑">java.lang.String([B,int,int)</span></div><div style="margin:0px"><span style="font-size:14pt; color:windowtext; font-family:微软雅黑">java.lang.String([B,java.nio.charset.Charset)</span></div><div style="margin:0px"><span style="font-size:14pt; color:windowtext; font-family:微软雅黑">java.lang.String([B,java.lang.String)</span></div><div style="margin:0px"><span style="font-size:14pt; color:windowtext; font-family:微软雅黑">java.lang.String([B,int,int,java.nio.charset.Charset)</span></div><div style="margin:0px"><span style="font-size:14pt; color:windowtext; font-family:微软雅黑">java.lang.String(java.lang.StringBuilder)</span></div><div style="margin:0px"><span style="font-size:14pt; color:windowtext; font-family:微软雅黑">java.lang.String(java.lang.StringBuffer)</span></div><div style="margin:0px"><span style="font-size:14pt; color:windowtext; font-family:微软雅黑">java.lang.String([I,int,int)</span></div><div style="margin:0px"><span style="font-size:14pt; color:windowtext; font-family:微软雅黑">java.lang.String([C,int,int)</span></div><div style="margin:0px"><span style="font-size:14pt; color:windowtext; font-family:微软雅黑">java.lang.String([C)</span></div><div style="margin:0px"><span style="font-size:14pt; color:windowtext; font-family:微软雅黑">java.lang.String(java.lang.String)</span></div><div style="margin:0px"><span style="font-size:14pt; color:windowtext; font-family:微软雅黑">java.lang.String()</span></div><div style="margin:0px"><span style="font-size:14pt; color:windowtext; font-family:微软雅黑">java.lang.String([B,int,int,java.lang.String)</span></div><div style="margin:0px"><span style="font-size:14pt; color:windowtext; font-family:微软雅黑">java.lang.String([B,int)</span></div><div style="margin:0px"><span style="font-size:14pt; color:windowtext; font-family:微软雅黑">java.lang.String([B,int,int,int)</span></div></td></tr></tbody></table>
3.4 方法的反射
如何获取某个方法？方法的名称和方法的参数列表才能唯一决定某个方法。
如何进行操作？通过method.invoke(对象,参数列表)
~~~
package com.qunar.reflect;
import java.lang.reflect.InvocationTargetException;
import java.lang.reflect.Method;
import com.qunar.bean.Calculates;
public class ReflectDemo {
public static void main(String[] args) {
// 获取类的信息，首先获取类的类类型
Calculates calculates = new Calculates();
calculates.setNum1(20);
calculates.setNum2(40);
Class c = calculates.getClass();
/* getMethod()方法获取的是public的方法信息
* getDeclaredMethod()获取的是该类自己声明的方法的信息
*/
try {
// 获取方法 名称和参数列表共同决定
// Method method = c.getDeclaredMethod("add", new Class[]{int.class,int.class});
Method method = c.getDeclaredMethod("add", int.class,int.class);
// 方法的反射
// 对于calculates.add(10,40)来说，方法的反射操作是用method方法调用 和 calculates.add(10,40)的效果一样
// int result = (int)method.invoke(calculates, new Object[]{10,40});
int result = (int)method.invoke(calculates, 10,40);
System.out.println(result);
// 对于没有参数的方法
Method method2 = c.getDeclaredMethod("print");
method2.invoke(calculates);
} catch (NoSuchMethodException e) {
e.printStackTrace();
} catch (SecurityException e) {
e.printStackTrace();
} catch (IllegalAccessException e) {
e.printStackTrace();
} catch (IllegalArgumentException e) {
e.printStackTrace();
} catch (InvocationTargetException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
~~~