Java 反射技术总结

所谓反射就是在程序运行期间，能够动态获取到类的属性和方法，以及动态操作对象的属性和方法。

反射技术其实应用很广泛，尤其是各种框架技术都离不开反射，一些常用的 jar 包中间件（比如各个数据库厂商提供的 JDBC 访问驱动程序）也使用反射技术。之所以要总结一下反射技术，主要还是为了能够看懂相关 Java 框架相关源码，领悟其设计思想的巧妙之处，更好的学习和掌握各种框架。


首先我们先准备一个 Person 类，下面所有的代码演示，都使用该类，代码如下：

package com.jobs.reflect;

public class Person {
    //公开字段
    public String name;
    public int age;
    //私有字段
    private int salary;

    //------------------------------

    //无参构造函数
    public Person() { }

    //全参构造函数
    public Person(String name, int age, int salary) {
        this.name = name;
        this.age = age;
        this.salary = salary;
    }

    //私有构造函数
    private Person(String name, int age) {
        this.name = name;
        this.age = age;
        this.salary = 100;
        System.out.println("私有构造函数被调用...");
    }

    //------------------------------

    //私有方法
    private void method1() {
        System.out.println("私有方法 method1 被调用，无参无返回值");
    }

    public String method2(String name) {
        System.out.println("method2 被调用，有参有返回值，参数为" + name);
        return "method2 返回值为：" + name + " fastoder...";
    }
}

一、获取一个类的 Class 对象的三种方式

为什么要获取一个类的 Class 对象？

一个类的 Class 对象，可以理解为模板。
获取到一个类的 Class 对象后，就相当于获取到了一个类的模板，然后就可以进行以下操作：

  • 获取 Class 对象（模板）中的任意属性和方法。即使是私有属性和方法，也能够获取到。
  • 通过 Class 对象（模板）创建对象实例，参照模板中的属性和方法，可以为实例对象的属性赋值，以及调用其方法

获取一个类的 Class 模板对象，有三种方式：

  • 从文件中获取，调用 Class.forName(全类名) 方法
  • 在内存中获取，可以调用一个类的 Class 属性
  • 对于一个实例化的对象，可以调用其 getClass() 方法

无论采用哪种方式获取，获取到的对象，都是同一个对象。代码演示如下：

public class reflectDemo1 {

    public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException {

        //第 1 种方式获取 Person 的 Class 类对象
        Class cla1 = Class.forName("com.jobs.reflect.Person");
        System.out.println(cla1);

        //第 2 种方式获取 Person 的 Class 类对象
        Class cla2 = Person.class;
        System.out.println(cla2);

        //第 3 种方式获取 Person 的 Class 类对象
        Person per = new Person();
        Class cla3 = per.getClass();
        System.out.println(cla3);

        //无论哪种方式获取，获取到的都是 Person 的同一个类对象
        System.out.println(cla1 == cla2);  //true
        System.out.println(cla1 == cla3);  //true
    }
}

二、获取构造函数并创建实例

通过 getConstructors 方法，可以获取到所有的 public 修饰的构造方法

通过 getDeclaredConstructors 方法，可以获取到所有构造方法，包括 private 修饰的构造方法

通过 getConstructor(参数类型...) 方法，可以获取到 public 修饰的具体的一个构造方法

通过 getDeclaredConstructor(参数类型...) 方法，可以获取到具体的一个构造方法，包括私有构造方法

通过构造方法对象的 newInstance(参数值...) 方法，可以创建对象实例。

需要注意：如果想使用私有的构造方法对象创建实例对象，需要调用私有构造方法对象的 setAccessible(boolean flag) 方法，并传入 true 即可。（true 表示取消安全访问限制）

具体演示代码如下：

public class reflectDemo2 {
    public static void main(String[] args) {

        try {
            //获取 Person 的 Class 类对象
            Class cla = Class.forName("com.jobs.reflect.Person");

            System.out.println("Person类的所有构造方法为：");
            //获取所有的构造方法，包括私有构造方法
            Constructor[] constructors = cla.getDeclaredConstructors();
            for (Constructor constructor : constructors) {
                System.out.println(constructor);
            }

            System.out.println("--------------------------");

            //获取无参构造方法，创建实例对象
            Constructor constructor1 = cla.getConstructor();
            Person per1 = (Person) constructor1.newInstance();
            System.out.println(per1); //打印实例化对象的地址值

            //获取全参构造方法，创建实例对象
            Constructor constructor2 = cla.getConstructor(String.class, int.class, int.class);
            Person per2 = (Person) constructor2.newInstance("侯胖胖", 40, 22000);
            System.out.println(per2); //打印实例化对象的地址值

            //获取私有构造方法，创建实例对象
            Constructor constructor3 = cla.getDeclaredConstructor(String.class, int.class);
            //取消安全访问限制
            constructor3.setAccessible(true);
            Person per3 = (Person) constructor3.newInstance("任肥肥", 38);
            System.out.println(per3); //打印实例化对象的地址值

        } catch (Exception ex) {
            ex.printStackTrace();
        }
    }
}

/* 
打印出的结果如下：
Person类的所有构造方法为：
private com.jobs.reflect.Person(java.lang.String,int)
public com.jobs.reflect.Person(java.lang.String,int,int)
public com.jobs.reflect.Person()
--------------------------
com.jobs.reflect.Person@12edcd21
com.jobs.reflect.Person@34c45dca
私有构造函数被调用...
com.jobs.reflect.Person@52cc8049
*/

三、获取字段并赋值

通过 getFields() 方法，可以获取到所有的 public 修饰的字段

通过 getDeclaredFields() 方法，可以获取到所有字段，包括私有字段

通过 getField(String name) 方法，可以获取到 public 修饰的具体一个字段

通过 getDeclaredField(String name) 方法，可以获取到具体一个字段，包括私有字段

通过 set(Object obj, Object value) 方法，给字段赋值，第一个参数是具体的实例化对象

通过 get(Object obj) 方法，获取具体一个字段的值，该参数是具体的实例化对象

需要注意：如果想要获取私有字段的值，以及设置私有字段的值，需要调用私有字段对象的 setAccessible(boolean flag) 方法，并传入 true 即可。（true 表示取消安全访问限制）

具体演示代码如下：

public class reflectDemo3 {
    public static void main(String[] args) {

        try {
            //获取 Person 的 Class 类对象
            Class cla = Class.forName("com.jobs.reflect.Person");

            System.out.println("Person类的所有字段为：");
            Field[] fields = cla.getDeclaredFields();
            for (Field field : fields) {
                System.out.println(field);
            }

            System.out.println("--------------------------");

            //获取无参构造方法，创建实例对象
            Constructor cst = cla.getConstructor();
            Person per = (Person) cst.newInstance();

            //给 name 赋值
            Field fieldName = cla.getField("name");
            fieldName.set(per, "乔豆豆");

            //给 age 赋值
            Field fieldAge = cla.getField("age");
            fieldAge.set(per, 38);

            //给私有字段 salary 复制
            Field fieldSalary = cla.getDeclaredField("salary");
            //取消安全访问限制
            fieldSalary.setAccessible(true);
            fieldSalary.set(per, 28000);

            //获取相应字段的值
            System.out.println("Person实例化对象的字段值为：");
            System.out.println(fieldName.getName() + " ---> " + fieldName.get(per));
            System.out.println(fieldAge.getName() + " ---> " + fieldAge.get(per));
            System.out.println(fieldSalary.getName() + " ---> " + fieldSalary.get(per));

        } catch (Exception ex) {
            ex.printStackTrace();
        }
    }
}

/*
打印出的结果如下：
Person类的所有字段为：
public java.lang.String com.jobs.reflect.Person.name
public int com.jobs.reflect.Person.age
private int com.jobs.reflect.Person.salary
--------------------------
Person实例化对象的字段值为：
name ---> 乔豆豆
age ---> 38
salary ---> 28000
*/

四、获取方法并调用方法

通过 getMethods() 方法，可以获取到所有 public 修饰的方法，包括继承的方法

通过 getDeclaredMethods() 方法，可以获取到所有方法，但是不包括继承的方法

通过 getMethod(方法名, 参数类型...) 方法，可以获取到具体一个 public 修饰的方法

通过 getDeclaredMethod(方法名, 参数类型...) 方法，可以获取到具体一个方法，包括私有方法

通过 invoke(Object obj, 参数值...) 方法，可以调用具体一个方法，第一个参数是具体的实例化对象

需要注意：如果想要调用私有方法，需要调用私有方法对象的 setAccessible(boolean flag) 方法，并传入 true 即可。（true 表示取消安全访问限制）

具体演示代码如下：

public class reflectDemo4 {
    public static void main(String[] args) {

        try {
            //获取 Person 的 Class 类对象
            Class cla = Class.forName("com.jobs.reflect.Person");

            System.out.println("Person类的所有方法为：");
            Method[] methods = cla.getDeclaredMethods();
            for (Method method : methods) {
                System.out.println(method);
            }

            System.out.println("--------------------------");

            //获取无参构造方法，创建实例对象
            Constructor cst = cla.getConstructor();
            Person per = (Person) cst.newInstance();

            //调用私有方法，私有方法无参数
            Method method1 = cla.getDeclaredMethod("method1");
            //取消私有方法的安全访问限制
            method1.setAccessible(true);
            method1.invoke(per);

            //调用有参数，有返回值的共有方法
            Method method2 = cla.getMethod("method2", String.class);
            String result = (String) method2.invoke(per, "任天蓬");
            System.out.println(result);

        } catch (Exception ex) {
            ex.printStackTrace();
        }
    }
}

/*
打印出的结果如下：
Person类的所有方法为：
public java.lang.String com.jobs.reflect.Person.method2(java.lang.String)
private void com.jobs.reflect.Person.method1()
--------------------------
私有方法 method1 被调用，无参无返回值
method2 被调用，有参有返回值，参数为任天蓬
method2 返回值为：任天蓬 fastoder...
*/

到此为止，有关 Java 的一些简单的反射技术，已经介绍完毕，以上代码都经过测试无误，希望能够对大家有所帮助。



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