Java基礎篇之反射機制詳解

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思考：在講反射之前，先思考一個問題，java中如何創建一個對象，有哪幾種方式?

Java中創建對象大概有這幾種方式：

  • 1、使用new關鍵字：這是我們最常見的也是最簡單的創建對象的方式
  • 2、使用Clone的方法：無論何時我們調用一個對象的clone方法，JVM就會創建一個新的對象，將前面的對象的內容全部拷貝進去
  • 3、使用反序列化：當我們序列化和反序列化一個對象，JVM會給我們創建一個單獨的對象

上邊是Java中常見的創建對象的三種方式，其實除瞭上邊的三種還有另外一種方式，就是接下來我們要討論的 “反射”

1、反射概述

1.1什麼是反射

反射就是把Java類中的各個部分，映射成一個個的Java對象，拿到這些對象後可以做一些事情。

既然說反射是反射Java類中的各個組成部分，所以說咱們得知道一個類中有哪兒些部分？

例如，一個類有：成員變量，方法，構造方法，等信息，利用反射技術咱們可以把這些組成部分映射成一個個對象。

1.2、反射能幹什麼

說完反射的概念後，咱們說一下反射能幹什麼？

一般來說反射是用來做框架的，或者說可以做一些抽象度比較高的底層代碼，反射在日常的開發中用到的不多，但是咱們還必須搞懂它，因為搞懂瞭反射以後，可以幫助咱們理解框架的一些原理。所以說有一句很經典的話：反射是框架設計的靈魂。現在說完這個可能還不太能理解，不急，等下說完一個快速入門的例子後，應該會稍微有點感覺

1.3、怎麼得到想反射的類

剛才已經說過，反射是對一個類進行解剖，想解剖一個東西，前提是首先你得拿到這個東西，那麼怎麼得到咱們想解剖的類呢？

首先大傢要明白一點，咱們寫的代碼是存儲在後綴名是 .java的文件裡的，但是它會被編譯，最終真正去執行的是編譯後的 .class文件。Java是面向對象的語言，一切皆對象，所以java認為 這些編譯後的 class文件，這種事物也是一種對象，它也給抽象成瞭一種類，這個類就是Class，大傢可以去AIP裡看一下這個類

所以拿到這個類後，就相當於拿到瞭咱們想解剖的類，那怎麼拿到這個類？

看API文檔後，有一個方法forName(String className); 而且是一個靜態的方法，這樣咱們就可以得到想反射的類瞭

到這裡，看Class clazz = Class.forName("com.cj.test.Person");這個應該有點感覺瞭吧

Class.forName("com.cj.test.Person");因為這個方法裡接收的是個字符串，字符串的話，我們就可以寫在配置文件裡，然後利用反射生成我們需要的對象，這才是我們想要的。很多框架裡都有類似的配置

2、解剖類

我們知道一個類裡一般有構造函數、方法、成員變量(字段/屬性)這三部分組成

翻閱API文檔，可以看到

Class對象提供瞭如下常用方法：

  • public Constructor getConstructor(Class<?>…parameterTypes)
  • public Method getMethod(String name,Class<?>… parameterTypes)
  • public Field getField(String name)
  • public Constructor getDeclaredConstructor(Class<?>…parameterTypes)
  • public Method getDeclaredMethod(String name,Class<?>… parameterTypes)
  • public Field getDeclaredField(String name)

這些方法分別用於幫咱們從類中解剖出構造函數、方法和成員變量(屬性)。

然後把解剖出來的部分，分別用Constructor、Method、Field對象表示。

2.1反射構造方法

2.1.1反射無參的構造函數

可以看到 默認的無參構造方法執行瞭

從上邊的例子看出，要想反射，首先第一步就是得到類的字節碼

所以簡單說一下得到類的字節碼的幾種方式

  • (1)、Class.forName("com.cj.test.Person"); 這就是上邊我們用的方式
  • (2)、對象.getClass();
  • (3)、類名.class;

2.1.2反射“一個參數”的構造函數

2.1.3反射“多個參數”的構造函數

2.1.4反射“私有”的構造函數

註意：在反射私有的構造函數時，用普通的clazz.getConstructor（）會報錯，因為它是私有的，所以提供瞭專門反射私有構造函數的方法 clazz.getDeclaredConstructor(int.class);//讀取私有的構造函數，用這個方法讀取完還需要設置一下暴力反射才可以

c.setAccessible(true);//暴力反射

2.1.5反射得到類中所有的構造函數

2.2反射類中的方法

package com.cj.test;
 
import java.util.Date;
 
public class Person {
	
	public Person(){
		System.out.println("默認的無參構造方法執行瞭");
	}
 
	public Person(String name){
		System.out.println("姓名:"+name);
	}
	
	public Person(String name,int age){
		System.out.println(name+"="+age);
	}
	
	private Person(int age){
		System.out.println("年齡:"+age);
	}
	
	public void m1() {
		System.out.println("m1");
	}
	
	public void m2(String name) {
		System.out.println(name);
	}
	
	public String m3(String name,int age) {
		System.out.println(name+":"+age);
		return "aaa";
	}
	
	private void m4(Date d) {
		System.out.println(d);
	}
	
	public static void m5() {
		System.out.println("m5");
	}
	
	public static void m6(String[] strs) {
		System.out.println(strs.length);
	}
 
        public static void main(String[] args) {
		System.out.println("main");
	}
 
}
package com.cj.test;
 
import java.lang.reflect.Method;
import java.util.Date;
import org.junit.Test;
 
public class Demo2 {
 
	@Test//public void m1()
	public void test1() throws Exception{
		Class clazz = Class.forName("com.cj.test.Person");
		Person p = (Person)clazz.newInstance();
		Method m = clazz.getMethod("m1", null);
		m.invoke(p, null);
	}
	@Test//public void m2(String name)
	public void test2() throws Exception{
		Class clazz = Person.class;
		Person p = (Person) clazz.newInstance();
		Method m = clazz.getMethod("m2", String.class);
		m.invoke(p, "張三");
	}
	@Test//public String m3(String name,int age)
	public void test3() throws Exception{
		Class clazz = Person.class;
		Person p = (Person) clazz.newInstance();
		Method m = clazz.getMethod("m3", String.class,int.class);
		String returnValue = (String)m.invoke(p, "張三",23);
		System.out.println(returnValue);
	}
	@Test//private void m4(Date d)
	public void test4() throws Exception{
		Class clazz = Person.class;
		Person p = (Person) clazz.newInstance();
		Method m = clazz.getDeclaredMethod("m4", Date.class);
		m.setAccessible(true);
		m.invoke(p,new Date());
	}
	@Test//public static void m5()
	public void test5() throws Exception{
		Class clazz = Person.class;
		Method m = clazz.getMethod("m5", null);
		m.invoke(null,null);
	}
	@Test//private static void m6(String[] strs)
	public void test6() throws Exception{
		Class clazz = Person.class;
		Method m = clazz.getDeclaredMethod("m6",String[].class);
		m.setAccessible(true);
		m.invoke(null,(Object)new String[]{"a","b"});
	}
	@Test
	public void test7() throws Exception{
		Class clazz = Person.class;
		Method m = clazz.getMethod("main",String[].class);
		m.invoke(null,new Object[]{new String[]{"a","b"}});
	}
}

*****註意：看下上邊代碼裡test6和test7的invoke方法裡傳的參數和其他的有點不一樣

這是因為 jdk1.4和jdk1.5處理invoke方法有區別

1.5：public Object invoke(Object obj,Object…args)

1.4：public Object invoke(Object obj,Object[] args)

由於JDK1.4和1.5對invoke方法的處理有區別， 所以在反射類似於main(String[] args) 這種參數是數組的方法時需要特殊處理

啟動Java程序的main方法的參數是一個字符串數組，即public static void main(String[] args)，通過反射方式來調用這個main方法時，如何為invoke方法傳遞參數呢？按jdk1.5的語法，整個數組是一個參數，而按jdk1.4的語法，數組中的每個元素對應一個參數，當把一個字符串數組作為參數傳遞給invoke方法時，javac會到底按照哪種語法進行處理呢？jdk1.5肯定要兼容jdk1.4的語法，會按jdk1.4的語法進行處理，即把數組打散成為若幹個單獨的參數。所以，在給main方法傳遞參數時，不能使用代碼mainMethod.invoke(null,new String[]{“xxx”})，javac隻把它當作jdk1.4的語法進行理解，而不把它當作jdk1.5的語法解釋，因此會出現參數個數不對的問題。

上述問題的解決方法：

  • （1）mainMethod.invoke(null,new Object[]{new String[]{"xxx"}});

這種方式，由於你傳的是一個數組的參數，所以為瞭向下兼容1.4的語法，javac遇到數組會給你拆開成多個參數，但是由於咱們這個Object[ ] 數組裡隻有一個元素值，所以就算它拆也沒關系

  • （2）mainMethod.invoke(null,(Object)new String[]{"xxx"});

這種方式相當於你傳的參數是一個對象，而不是數組，所以就算是按照1.4的語法它也不會拆，所以問題搞定

編譯器會作特殊處理，編譯時不把參數當作數組看待，也就不會數組打散成若幹個參數瞭

對上邊的描述進行一下總結：在反射方法時，如果方法的參數是一個數組，考慮到向下兼容問題，會按照JDK1.4的語法來對待（JVM會把傳遞的數組參數拆開，拆開就會報參數的個數不匹配的錯誤）

解決辦法：防止JVM拆開你的數組

  • 方式一：把數組看做是一個Object對象
  • 方式二：重新構建一個Object數組，那個參數數組作為唯一的元素存在。

2.3反射類中的屬性字段

package com.cj.test;
 
import java.util.Date;
 
public class Person {
	
	public String name="李四";
	private int age = 18;
	public static Date time;
	
	public int getAge() {
		return age;
	}
	
	public Person(){
		System.out.println("默認的無參構造方法執行瞭");
	}
 
	public Person(String name){
		System.out.println("姓名:"+name);
	}
	
	public Person(String name,int age){
		System.out.println(name+"="+age);
	}
	
	private Person(int age){
		System.out.println("年齡:"+age);
	}
	
	public void m1() {
		System.out.println("m1");
	}
	
	public void m2(String name) {
		System.out.println(name);
	}
	
	public String m3(String name,int age) {
		System.out.println(name+":"+age);
		return "aaa";
	}
	
	private void m4(Date d) {
		System.out.println(d);
	}
	
	public static void m5() {
		System.out.println("m5");
	}
	
	public static void m6(String[] strs) {
		System.out.println(strs.length);
	}
	
	public static void main(String[] args) {
		System.out.println("main");
	}
	
}
package com.cj.test;
 
import java.lang.reflect.Field;
import java.util.Date;
import org.junit.Test;
 
public class Demo3 {
	//public String name="李四";
	@Test
	public void test1() throws Exception{
		Class clazz = Person.class;
		Person p = (Person)clazz.newInstance();
		Field f = clazz.getField("name");
		String s = (String)f.get(p);
		System.out.println(s);
		
		//更改name的值
		f.set(p, "王六");
		System.out.println(p.name);
	}
	@Test//private int age = 18;
	public void test2() throws Exception{
		Class clazz = Person.class;
		Person p = (Person)clazz.newInstance();
		Field f = clazz.getDeclaredField("age");
		f.setAccessible(true);
		int age = (Integer)f.get(p);
		System.out.println(age);
		
		f.set(p, 28);
		age = (Integer)f.get(p);
		System.out.println(age);
	}
	@Test//public static Date time;
	public void test3() throws Exception{
		Class clazz = Person.class;
		Field f = clazz.getField("time");
		f.set(null, new Date());
		System.out.println(Person.time);
	}
}

以上就是自己對Java中反射的一些學習總結，歡迎大傢留言一起學習、討論

看完上邊有關反射的東西， 對常用框架裡的配置文件是不是有點思路瞭

上邊是Spring配置文件裡的常見的bean配置，這看起來是不是可以用反射很輕易的就可以實現：解析xml然後把xml裡的內容作為參數，利用反射創建對象。

以上所述是小編給大傢介紹的Java基礎篇之反射機制詳解，希望對大傢有所幫助。在此也非常感謝大傢對WalkonNet網站的支持！

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