Java的反射机制

一、反射的概述

反射就是把Java类中的各个成分映射成一个个的Java对象。即在运行状态中，对于任意一个类，都能够知道这个类的所以属性和方法；对于任意一个对象，都能调用它的任意一个方法和属性。这种动态获取信息及动态调用对象方法的功能叫Java的反射机制。

1. 反射机制的功能

Java反射机制主要提供了以下功能：

在运行时判断任意一个对象所属的类。
在运行时构造任意一个类的对象。
在运行时判断任意一个类所具有的成员变量和方法。
在运行时调用任意一个对象的方法。
生成动态代理。

2. 实现反射机制的类

Java中主要由以下的类来实现Java反射机制（这些类都位于java.lang.reflect包中）：

Class类：代表一个类。
Field类：代表类的成员变量（成员变量也称为类的属性）。
Method类：代表类的方法。
Constructor类：代表类的构造方法。
Array类：提供了动态创建数组，以及访问数组的元素的静态方法。

二、反射的使用

现在有一个Person类：

package com.practice.domain;

public class Person {
    private String name;
    private int age;

    //不同修饰符的成员变量
    public String a;
    protected String b;
    String c;
    private String d;


    public Person() {
    }

    public Person(String name, int age) {

        this.name = name;
        this.age = age;
    }

    public String getName() {
        return name;
    }

    public void setName(String name) {
        this.name = name;
    }

    public int getAge() {
        return age;
    }

    public void setAge(int age) {
        this.age = age;
    }

    @Override
    public String toString() {
        return "Person{" +
                "name='" + name + '\'' +
                ", age=" + age +
                ", a='" + a + '\'' +
                ", b='" + b + '\'' +
                ", c='" + c + '\'' +
                ", d='" + d + '\'' +
                '}';
    }


    public void eat(){
        System.out.println("eat...");
    }

    public void eat(String food){
        System.out.println("eat..."+food);
    }
}

1.获取Class对象的方式：

1. Class.forName("全类名")：将字节码文件加载进内存，返回Class对象
	* 多用于配置文件，将类名定义在配置文件中。读取文件，加载类
2. 类名.class：通过类名的属性class获取
	* 多用于参数的传递
3. 对象.getClass()：getClass()方法在Object类中定义着。
	* 多用于对象的获取字节码的方式

* 结论：
	同一个字节码文件(*.class)在一次程序运行过程中，只会被加载一次，不论通过哪一种方式获取的Class对象都是同一个。

具体代码：

package com.practice.reflect;

import com.practice.domain.Person;
import com.practice.domain.Student;

public class ReflectDemo1 {
    
    /**
        获取Class对象的方式：
            1. Class.forName("全类名")：将字节码文件加载进内存，返回Class对象
            2. 类名.class：通过类名的属性class获取
            3. 对象.getClass()：getClass()方法在Object类中定义着。

     */
    public static void main(String[] args) throws Exception {

        //1.Class.forName("全类名")
        Class cls1 = Class.forName("com.practice.domain.Person");
        System.out.println(cls1);
        //2.类名.class
        Class cls2 = Person.class;
        System.out.println(cls2);
        //3.对象.getClass()
        Person p = new Person();
        Class cls3 = p.getClass();
        System.out.println(cls3);

        //== 比较三个对象
        System.out.println(cls1 == cls2);//true
        System.out.println(cls1 == cls3);//true

        Class c = Student.class;
        System.out.println(c == cls1);//false
    }
}

2.Class对象功能：

1. 获取成员变量们
	- Field[] getFields()：获取所有public修饰的成员变量
	- Field getField(String name)：获取指定名称的 public修饰的成员变量

	- Field[] getDeclaredFields()：获取所有的成员变量，不考虑修饰符
	- Field getDeclaredField(String name)：获取指定名称的成员变量，不考虑修饰符

具体代码：

package com.practice.reflect;

import com.practice.domain.Person;
import java.lang.reflect.Field;

public class ReflectDemo2 {
    public static void main(String[] args) throws Exception {

        //0.获取Person的Class对象
        Class personClass = Person.class;
        /*
             1. 获取成员变量们
                 * Field[] getFields()
                 * Field getField(String name)

                 * Field[] getDeclaredFields()
                 * Field getDeclaredField(String name)
         */
        //1.Field[] getFields()获取所有public修饰的成员变量
        Field[] fields = personClass.getFields();
        for (Field field : fields) {
            System.out.println(field);
        }
        System.out.println("------------");
        
        //2.Field getField(String name)
        Field a = personClass.getField("a");
        //获取成员变量a 的值
        Person p = new Person();
        Object value = a.get(p);
        System.out.println(value);
        //设置a的值
        a.set(p,"张三");
        System.out.println(p);
        System.out.println("===================");

        //3.Field[] getDeclaredFields()：获取所有的成员变量，不考虑修饰符
        Field[] declaredFields = personClass.getDeclaredFields();
        for (Field declaredField : declaredFields) {
            System.out.println(declaredField);
        }
        
        //4.Field getDeclaredField(String name)
        Field d = personClass.getDeclaredField("d");
        //忽略访问权限修饰符的安全检查
        d.setAccessible(true);//暴力反射
        Object value2 = d.get(p);
        System.out.println(value2);
    }
}

---

2. 获取构造方法们
	- Constructor<?>[] getConstructors()  
	- Constructor<T> getConstructor(类<?>... parameterTypes)  

	- Constructor<?>[] getDeclaredConstructors()  
	- Constructor<T> getDeclaredConstructor(类<?>... parameterTypes)

具体代码：

package com.practice.reflect;

import com.practice.domain.Person;
import java.lang.reflect.Constructor;
import java.lang.reflect.Field;

public class ReflectDemo3 {

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

        //0.获取Person的Class对象
        Class personClass = Person.class;
        /*
            2. 获取构造方法们
                 * Constructor<?>[] getConstructors()
                 * Constructor<T> getConstructor(类<?>... parameterTypes)

                 * Constructor<T> getDeclaredConstructor(类<?>... parameterTypes)
                 * Constructor<?>[] getDeclaredConstructors()
         */

        //Constructor<T> getConstructor(类<?>... parameterTypes)
        Constructor constructor = personClass.getConstructor(String.class, int.class);
        System.out.println(constructor);
        //创建对象
        Object person = constructor.newInstance("张三", 23);
        System.out.println(person);
        System.out.println("----------");

        Constructor constructor1 = personClass.getConstructor();
        System.out.println(constructor1);
        //创建对象
        Object person1 = constructor1.newInstance();
        System.out.println(person1);

        Object o = personClass.newInstance();
        System.out.println(o);
        //constructor1.setAccessible(true);
    }
}

---

3. 获取成员方法们：
	- Method[] getMethods()  
	- Method getMethod(String name, 类<?>... parameterTypes)

	- Method[] getDeclaredMethods()  
	- Method getDeclaredMethod(String name, 类<?>... parameterTypes)

4. 获取全类名	
	- String getName()

具体代码：

package com.practice.reflect;

import com.practice.domain.Person;
import java.lang.reflect.Constructor;
import java.lang.reflect.Method;

public class ReflectDemo4 {

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

        //0.获取Person的Class对象
        Class personClass = Person.class;
        /*
          3. 获取成员方法们：
             * Method[] getMethods()
             * Method getMethod(String name, 类<?>... parameterTypes)

             * Method[] getDeclaredMethods()
             * Method getDeclaredMethod(String name, 类<?>... parameterTypes)
         */
        //获取指定名称的方法，无参
        Method eat_method = personClass.getMethod("eat");
        Person p = new Person();
        //执行方法
        eat_method.invoke(p);
        
        //获取指定名称的方法，有参
        Method eat_method2 = personClass.getMethod("eat", String.class);
        //执行方法
        eat_method2.invoke(p,"饭");
        System.out.println("-----------------");

        //获取所有public修饰的方法
        Method[] methods = personClass.getMethods();
        for (Method method : methods) {
            System.out.println(method);
            String name = method.getName();
            System.out.println(name);
            //method.setAccessible(true);
        }

        //获取类名
        String className = personClass.getName()；
        System.out.println(className);//com.practice.domain.Person
    }
}

---

补充内容：

1.Field：成员变量

成员变量的操作：
	1. 设置值
		* void set(Object obj, Object value)  
	2. 获取值
		* get(Object obj) 

	3. 忽略访问权限修饰符的安全检查
		* setAccessible(true):暴力反射

2.Constructor:构造方法

创建对象：
	* T newInstance(Object... initargs)  

	* 如果使用空参数构造方法创建对象，操作可以简化：Class对象的newInstance方法

3.Method：方法对象

执行方法：
	* Object invoke(Object obj, Object... args)  

获取方法名称：
	* String getName: 获取方法名