Java的反射(reflection)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,既然能拿到那么,我们就可以修改部分类型信息;这种动态获取信息以及动态调用对象方法的功能称为java语言的反射(reflection)机制。
Java程序中许多对象在运行时会出现两种类型:运行时类型(RTTI)和编译时类型,例如Person p = new Student();这句代码中p在编译时类型为Person,运行时类型为Student。程序需要在运行时发现对象和类的真实 信心。而通过使用反射程序就能判断出该对象和类属于哪些类。
Class
类:表示类型的类。可以使用Class
对象获取类的信息,包括类名、修饰符、父类、接口、字段、方法和构造函数。Field
类:表示类中的字段。可以使用Field
对象获取字段的信息,包括字段名、修饰符和类型,并可以获取或设置字段的值。Method
类:表示类中的方法。可以使用Method
对象获取方法的信息,包括方法名、修饰符、参数类型和返回类型,并可以调用方法。Constructor
类:表示类中的构造函数。可以使用Constructor
对象获取构造函数的信息,包括修饰符和参数类型,并可以使用构造方法反射获取对象一共有三种方式:
Class.forName
方法:可以指定类的全限定名(包括包名)来获取Class
对象。obj.getClass
方法:可以获取某个对象所属类的Class
对象。Type.class
表达式:可以直接获取某种类型(包括基本类型)的Class
对象。下面我们演示使用三种方式得到的对象是否是同一个对象,我们来获取相关Student类的类信息对象。
Student类定义:
class Student{
//私有属性name
private String name = "rong";
//公有属性age
public int age = 18;
//不带参数的构造方法
public Student(){
System.out.println("Student()");
}
//带两个参数的构造方法
private Student(String name,int age) {
this.name = name;
this.age = age;
System.out.println("Student(String,name)");
}
private void eat(){
System.out.println("i am eating");
}
public void sleep(){
System.out.println("i am sleeping");
}
private void function(String str) {
System.out.println("私有方法function被调用:"+str);
}
@Override
public String toString() {
return "Student{" +
"name='" + name + '\'' +
", age=" + age +
'}';
}
}
获取对应类的Class对象:
public static void main(String[] args) {
//有3种方式可以获取Class对象
//1.通过对象的getClass()方法
Student student1 = new Student();
Class<?> c1 = student1.getClass();
//2、通过类名.class获取
Class<?> c2 = Student.class;
//3. forName(“路径”)
Class<?> c3 = null;
try {
c3 = Class.forName("Student");
} catch (ClassNotFoundException e) {
throw new RuntimeException(e);
}
System.out.println(c1.equals(c2));
System.out.println(c1.equals(c3));
System.out.println(c2.equals(c3));
}
执行结果:
true
true
true
可以看到,三种方式获取到的对象是同一个。
Class.getField
、Class.getDeclaredField
方法:可以获取指定名称的公共字段或所有字段(包括私有字段)。Class.getMethod
、Class.getDeclaredMethod
方法:可以获取指定名称和参数类型的公共方法或所有方法(包括私有方法)。Class.getConstructor
、Class.getDeclaredConstructor
方法:可以获取指定参数类型的公共构造函数或所有构造函数(包括私有构造函数)。获取字段属性
通过如下过程修改一个对象的私有属性:
public static void main(String[] args) {
//1.获取Class对象
Class<?> c = Student.class;
try {
//2.通过反射创建实例对象
Student student = (Student) c.newInstance();
//3.获取私有属性name
Field field = c.getDeclaredField("name");
//4.给该私有属性开权限
field.setAccessible(true);
//5.修改该私有属性
field.set(student, "被反射修改的私有属性");
System.out.println(student);
} catch (NoSuchFieldException e) {
e.printStackTrace();
} catch (InstantiationException e) {
e.printStackTrace();
} catch (IllegalAccessException e) {
e.printStackTrace();
}
}
运行结果:
Student()
Student{name='被反射修改的私有属性',age=18}
获取方法
通过如下过程获取Student对象中的私有方法function:
public static void main(String[] args) {
try {
//1.获取Class对象
Class<?> c = Class.forName("Student");
//2.获取Student的一个实例对象
Student student = (Student) c.newInstance();
//3.通过class对象获取实例的方法对象,参数为方法名,以及形参列表
Method method = c.getDeclaredMethod("function", String.class);
//4.为私有方法开访问权限
method.setAccessible(true);
//5.通过invork方法调用方法
method.invoke(student, "传入私有方法参数");
} catch (ClassNotFoundException e) {
e.printStackTrace();
} catch (NoSuchMethodException e) {
e.printStackTrace();
} catch (InstantiationException e) {
e.printStackTrace();
} catch (IllegalAccessException e) {
e.printStackTrace();
} catch (InvocationTargetException e) {
e.printStackTrace();
}
}
运行结果:
Student()
私有方法function被调用:传入私有方法参数
获取构造函数
使用反射获取实例对象中构造方法然后创建实例对象:
setAccessible
方法将访问权限开启。newInstance
方法获取对象。public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException {
//1.获取Clas对象
Class<?> c = Class.forName("Student");
//2.获取指定参数列表的构造器,演示获取Student中的一个私有构造器,参数传形参列表类型
try {
Constructor<?> constructor = c.getDeclaredConstructor(String.class, int.class);
//获取的私有构造方法,需要打开访问权限,默认关闭
constructor.setAccessible(true);
//3.根据获取到的构造器获取实例对象,使用newInstance方法,需要传入构造器需要的参数
Student student = (Student) constructor.newInstance("张三", 20);
System.out.println(student);
} catch (NoSuchMethodException e) {
e.printStackTrace();
} catch (InvocationTargetException e) {
e.printStackTrace();
} catch (InstantiationException e) {
e.printStackTrace();
} catch (IllegalAccessException e) {
e.printStackTrace();
}
}
运行结果:
Student(string,name)
Student{name='张三',age=20}
Method.invoke
方法:可以调用指定对象的方法,并指定方法的参数值。Constructor.newInstance
方法:可以调用构造函数来创建对象,并指定构造函数的参数值。首先获取到Class对象,然后通过Class对象中的newInstance()方法创建实例对象 .
需要注意的是newInstance()方法的返回值的是一个泛型,在编译阶段会被擦除为Object,所以我们在接收的时候需要强制类型转换 .
public static void main(String[] args) {
//获取相关类的Class对象
Class<?> c = Student.class;
//使用newInstance方法创建实例
try {
//需要进行强转
Student student = (Student) c.newInstance();
System.out.println(student);
} catch (InstantiationException e) {
e.printStackTrace();
} catch (IllegalAccessException e) {
e.printStackTrace();
}
}
执行结果:
Student()
Student{name='rong',age=18}
在使用反射时,需要注意以下几点:
尽管如此,反射在Java中仍然是一个非常有用的功能。它可以用于实现动态代理、框架和工具等。但是,在选择使用反射时,应该慎重考虑它是否符合程序的需要,并适当地进行异常处理和性能优化。