java是一种可以撰写跨平台应用软件的面向对象的程序设计语言,是由Sun Microsystems公司于1995年5月推出的Java程序设计语言和Java平台(即JavaEE, JavaME, JavaSE)的总称。本站提供基于Java框架struts,spring,hibernate等的桌面应用、web交互及移动终端的开发技巧与资料

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1. 概述
Java 反射是可以让我们在运行时获取类的方法、属性、父类、接口等类的内部信息的机制。也就是说,反射本质上是一个“反着来”的过程。我们通过new创建一个类的实例时,实际上是由Java虚拟机根据这个类的Class对象在运行时构建出来的,而反射是通过一个类的Class对象来获取它的定义信息,从而我们可以访问到它的属性、方法,知道这个类的父类、实现了哪些接口等信息。
2. Class类
我们知道使用javac能够将.java文件编译为.class文件,这个.class文件包含了我们对类的原始定义信息(父类、接口、构造器、属性、方法等)。.class文件在运行时会被ClassLoader加载到Java虚拟机(JVM)中,当一个.class文件被加载后,JVM会为之生成一个Class对象,我们在程序中通过new实例化的对象实际上是在运行时根据相应的Class对象构造出来的。确切的说,这个Class对象实际上是java.lang.Class泛型类的一个实例,比如Class对象即为一个封装了MyClass类的定义信息的Class实例。由于java.lang.Class类不存在公有构造器,因此我们不能直接实例化这个类,我们可以通过以下方法获取一个Class对象。
在下面的讲解中,我们将以People类和Student类为例:

1 public class People {
 2     private String name;
 3     private int age;
 4     
 5     public People(String name, int age) {
 6         this.name = name;
 7         this.age = age;
 8     }
 9     
10     public int getAge() {
11         return age;
12     }
13 
14     public String getName() {
15         return name;
16     }
17 
18     public void setAge(int age) {
19         this.age = age;
20     }
21 
22     public void setName(String name) {
23         this.name = name;
24     }
25     
26     public void speak() {
27         System.out.println(getName() + " " + getAge());
28     }
29 }

public class Student extends People {
     private int grade;
     
     public Student(String name, int age) {
         super(name, age);
     }
     
     public Student(String name, int age, int grade) {
         super(name, age);
         this.grade = grade;
     }
     
     public int getGrade() {
         return grade;
     }
 
     public void setGrade(int grade) {
         this.grade = grade;
     }
   
     private void learn(String course) {
         System.out.println(name + " learn " + course);
     }
  }

(1) 通过类名获取Class对象:
若在编译期知道一个类的名字,我们可以这样获取它的Class对象:

Class<People> peopleClass = People.class;

还有一种根据类的完整路径名获取Class对象的方法如下所示:

Class<People> peopleClass = Class.forName("com.test.People"); //假设People类在com.test包中

注意,Class.forName()方法的参数必须是一个类的全路径名。实际上,只要我们“import com.test.People",就可以直接通过”People.class"获取他的Class对象,而不用写出全路径这么麻烦。
(若在调用 Class.forName()方法时,没有在classpath找到对应的类,会抛出 ClassNotFoundException。)
(2) 通过对象本身获取其Class对象:

People people = new People("Bill", 18);
 Class<People> peopleClass = people.getClass();

3. 通过反射获取类的构造器

一旦我们获得了People的Class 对象,我们便可以通过这个Class 对象获取到People类的原始定义信息。 首先,我们来获取People类的构造器对象,有了这个构造器对象,我们便能够构造出一个People对象出来。比如,我们可以在Student.java中添加以下代码:

public static void main(String[] args) {
         Class<People> pClass = People.class;
         System.out.println(pClass);
         try {
             Constructor<People> constructor = pClass.getConstructor(String.class, int.class);
             People people = constructor.newInstance("Bill", 18);
             obj.speak();
         } catch (Exception e) {
             e.printStackTrace();
         }
 }

在第4行,我们调用getConstructor方法来获取一个People类的构造器对象,由于我们想要获取的构造器的形参类型为String和int,所以我们传入String.class和int.class。有了构造器对象,我们便可以调用newInstance方法来创建一个people对象,如上面代码的第6行所示。
注意,当通过反射获取到类的 Constructor、Method、Field对象后,在调用这些对象的方法之前,先将此对象的 accessible 标志设置为 true,以取消 Java 语言访问检查,可以提升反射速度。如以下代码所示:

Constructor<People> constructor = peopleClass.getConstructor(String.class, int.class);
 // 设置 constructor 的 Accessible属性为ture以取消Java的访问检查
 constructor.setAccessible(true);

4. 通过反射获取类中定义的方法

(1) 获取当前类中定义的方法(不包括从父类继承来的)

要获取当前类中定义的所有方法可以通过 Class 中的 getDeclaredMethods 函数,它会获取到当前类中定义的所有方法(包括private、public、static等各种方法),它会返回一个Method对象数组,其中的每个Method对象即表示了一个类中定义的方法。要想获得指定的方法,可以调用getDeclaredMethod(String name, Class... parameterTypes)。如以下代码所示 :

private static void showDeclaredMethods() {
         Student student = new Student("Bill", 18);
         Method[] methods = student.getClass().getDeclaredMethods();
         for (Method method : methods) {
             System.out.println("declared method name : " + method.getName());
         }
 
         try {
             //获取learnMethod对象(封装了learn方法)
             Method learnMethod = student.getClass().getDeclaredMethod("learn", String.class);
             //获取learn方法的参数列表并打印出来
             Class<?>[] paramClasses = learnMethod.getParameterTypes() ;
             for (Class<?> class : paramClasses) {
                 System.out.println("learn方法的参数: " + class.getName());
             }
             //判断learn方法是否为private
             System.out.println(learnMethod.getName() + " is private "
                     + Modifier.isPrivate(learnMethod.getModifiers()));
             learnMethod.invoke(student, "Java Reflection");
         } catch (Exception e) {
             e.printStackTrace();
         }
     }

第12行,通过调用Method对象的getParameterTypes方法来获取一个方法的形参的类型列表,这个方法会返回一个Class数组。比如由于learn方法只有一个String类型的参数,所以调用此方法会返回一个只包含String.class一个元素的Class数组。(由于返回的Class对象分别对应了不同类型,所以我们在上面的代码中用了Class。)
第14行,我们调用了Class对象的getName方法,这个方法会返回这个Class对象所封装的类的全名(本例中会返回java.lang.String)。
第19行,通过调用Method对象的invoke方法可以调用相应Method对象所封装的方法。

1

(2) 获取当前类和父类中定义的公有方法

要获取当前类以及父类中的所有 public 方法可以调用getMethods 函数,而要获取某个指定的public方法,可以调用getMethod方法。请看以下代码:

private static void showMethods() {
         Student student = new Student("mr.simple");
         // 获取所有public方法(包括Student本身的和从父类继承来的)
         Method[] methods = student.getClass().getMethods();
         for (Method method : methods) {
             System.out.println("method name : " + method.getName());
         }
         try {
             //注意,通过 getMethod只能获取public方法,若尝试获取private方法则会抛出异常
             Method learnMethod = student.getClass().getMethod("learn", String.class);
           
         } catch (Exception e) {
             e.printStackTrace();
         }
     }

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5. 通过反射获取类中定义的属性

获取属性与获取方法是类似的,只不过 getMethod 函数换成了 getField,getDeclaredMethod 换成了 getDeclaredField 。

(1) 获取当前类中定义的属性(不包括从父类继承来的属性)

要获取当前类中定义的所有属性(包括private、public、static等各种属性)可以调用 Class对象的getDeclaredFields函数;要想获得指定的属性,可以调用getDeclaredField。如以下代码所示

private static void showDeclaredFields() {
         Student student = new Student("Bill", 18);
         // 获取当前类中定义的所有属性并显示出来
         Field[] fields = student.getClass().getDeclaredFields();
         for (Field field : publicFields) {
             System.out.println("declared field name : " + field.getName());
         }
 
         try {
             // 获取指定的属性
             Field gradeField = student.getClass().getDeclaredField("grade");
             // 获取属性值
             System.out.println("The grade is : " + gradeField.getInt(student));
             // 设置属性值
             gradeField.set(student, 10);
             System.out.println("The grade is : " + gradeField.getInt(student));
         } catch (Exception e) {
             e.printStackTrace();
         }
 }

1<br/>

(2)获取当前类和父类中定义的public属性

要获取当前类和父类中定义的所有public 属性可以调用Class对象的getFields 函数,而要获取某个指定的public属性,可以调用getField方法,如以下代码所示:

private static void showFields() {
        Student student = new Student("Bill", 18);
        // 获取当前类和父类的所有public属性并显示
        Field[] publicFields = student.getClass().getFields();
        for (Field field : publicFields) {
            System.out.println("field name : " + field.getName());
        }
}

1

6. 通过反射获取类的父类及类所实现的接口

(1)获取父类

调用Class对象的getSuperClass方法即可,如以下代码所示:

Student student = new Student("Bill", 18);
 Class<?> superClass = student.getClass().getSuperclass();
 System.out.println("Student's super class is : " + superClass.getName());

(2) 获取接口

要知道一个类实现了哪些接口,只需调用Class对象的getInterfaces方法,如以下代码所示:

private static void showInterfaces() {
         Student student = new Student("Bill", 19);
         Class<?>[] interfaces = student.getClass().getInterfaces();
         for (Class<?> interface : interfaces) {
                 System.out.println("Implements interface: " + interface.getName());
         }
 }

由于Student类未显示实现任何接口,所以以上代码什么也不会输出。

7. 参考资料
公共技术点之Java反射

因为水平有限,难免有疏忽或者不准确的地方,希望大家能够直接指出来,我会及时改正。一切为了知识的分享。

后续会有更多的精彩的内容分享给大家。